EP3925059A1 - Drive assembly having an electric drive and a transmission - Google Patents

Drive assembly having an electric drive and a transmission

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Publication number
EP3925059A1
EP3925059A1 EP19705352.3A EP19705352A EP3925059A1 EP 3925059 A1 EP3925059 A1 EP 3925059A1 EP 19705352 A EP19705352 A EP 19705352A EP 3925059 A1 EP3925059 A1 EP 3925059A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive
input shaft
shaft
drive shaft
housing part
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.)
Pending
Application number
EP19705352.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Mark Schmidt
Nikolaus Mayr
Sigmund Senoner
Ralf Mertens
Patrick HILBER
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.)
GKN Automotive Ltd
Original Assignee
GKN Automotive Ltd
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 GKN Automotive Ltd filed Critical GKN Automotive Ltd
Publication of EP3925059A1 publication Critical patent/EP3925059A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003Couplings; Details of shafts
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/006Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08Structural association with bearings
    • H02K7/083Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/001Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/02Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H2057/02034Gearboxes combined or connected with electric machines
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a drive arrangement, at least comprising an electric drive with a drive shaft and a transmission with at least one input shaft, wherein a drive power of the electric drive can be transmitted via the drive shaft to the input shaft and from the input shaft into the transmission.
  • the drive assembly can be arranged in a motor vehicle that z. B. is operated purely electrically by an electrical Ma machine as a motor (BEV-battery electric vehicle).
  • the drive system is used to generate and transmit a (drive) torque of an (electric) drive to the input shaft of the transmission. At least one wheel of a motor vehicle is driven via the drive arrangement.
  • Drive arrangements are known in which a drive shaft of a drive extends through a transmission.
  • An input shaft of the gear arrangement is arranged coaxially on the drive shaft and non-rotatably connected to it.
  • a motor-gear arrangement (drive arrangement) is known from WO 2018/086679 A1.
  • Two shafts arranged coaxially to one another are arranged overlapping one another along the axial direction and connected to one another in a rotationally fixed manner via a connection that is positive in the circumferential direction (splines / splines).
  • splines / splines A separate functional test of the transmission is already possible here.
  • a drive arrangement at least comprising an electric drive with a drive shaft and a transmission with at least one input shaft (and one output shaft, with the input shaft and output shaft rotating together via a switchable or variable ratio) are connectable in a ment-transmitting manner).
  • a drive power of the electrical drive can be transmitted via the drive shaft to the input shaft and from the input shaft to the transmission (to the output shaft), the drive shaft and the input shaft being arranged coaxially to one another and via a toothing (or connection) that is positive-locking in at least one circumferential direction , So a spline, spline, tongue-and-groove connection, etc.) are connected to each other, the drive shaft and the input shaft at least with respect to at least one axial direction
  • a) are at least positively connected via a press fit formed between an inner circumferential surface parallel to an axis of rotation and an outer circumferential surface parallel to the axis of rotation, or
  • the drive shaft is, in particular, a rotor of the electric drive or connected or connectable to the rotor in a rotationally fixed manner.
  • the drive shaft extends in particular along the axis of rotation (parallel to the axial direction) through the drive and serves to transmit a torque generated by the drive in the direction of the transmission.
  • the input shaft is a component of the transmission and takes over the torque of the drive from the drive shaft and feeds it into the transmission.
  • the input shaft and drive shaft are, in particular, components which are manufactured separately from one another and which are only connected to one another in a rotationally fixed manner during the assembly of the drive and transmission.
  • the input shaft and drive shaft are arranged with respect to one another in such a way that parts of the shafts overlap along the axial direction.
  • One shaft extends into the other shaft, which is at least partially designed as a hollow shaft.
  • the interference fit between the shafts (with an oversize of 0 to 100 pm, in particular between 0 and 50 mhi).
  • the shafts have an outer diameter of at most 100 millimeters, preferably less than 50 millimeters.
  • the shafts can be connected in the area of the overlap by a form-fitting connection with respect to the axial direction.
  • a connecting element is provided to form the positive connection Ver.
  • Positive connections are created in particular by the interlocking of at least two connection partners. As a result, the connec tion partner cannot loosen even with or without power transmission. In other words, with a positive connection, one connection partner is in the way of the other. Non-positive connections require a normal force on the surfaces to be connected. Their mutual displacement is prevented as long as the counter-force caused by the static friction is not exceeded. The frictional connection is lost and the surfaces slide on each other when the tangentially acting load force is greater than the static friction force. As a result of the force-locking and / or form-locking connection with respect to the axial direction, the positions of the shafts with respect to the axial direction can be determined.
  • the press fit formed by the circumferential surfaces contacting one another enables the shafts to be centered with respect to one another (in relation to a radial direction) and / or an adjustment of an overall length of the shaft arrangement, consisting of the drive shaft and input shaft.
  • the connecting element is a screw and has an (internal or external) thread that is connected to a mating thread on one of the drive shaft and input shaft to form the positive connection. cooperates.
  • Other form-fitting connections are also possible, e.g. B. by forming a bayonet lock or the like.
  • a positive connection between the connecting element and one of the drive shaft and input shaft is arranged in a radial direction within the other of the input shaft and drive shaft.
  • the connecting element is at least partially arranged within one of the shafts, preferably in a shaft designed as a hollow shaft.
  • the input shaft or the drive shaft is supported via a first stop (and possibly via a roller bearing and / or the other shaft) on a housing of the drive arrangement in relation to an axial direction, with a smallest distance (along the axial direction) between
  • the length of a shaft extends in particular between a first end and a second end of the shaft along the axial direction.
  • an elasticity of the relevant shaft can be used for the operation or assembly of the drive arrangement.
  • a preload of the shafts can be set in this way, the adjustable preload increasing with increasing distance, and thus increasing available elasticity of the shaft.
  • the input shaft extends along an axial direction between a first input shaft end and a second input shaft end, the first input shaft end being arranged within the drive shaft and thereby forming the press fit or forming the positive connection with the connecting element.
  • the drive shaft extends into the input shaft and forms the press fit with the second drive shaft end or forms the positive connection with the connecting element.
  • the drive shaft extends starting from a first drive shaft end and along the axial direction towards the input shaft to a second drive shaft end, the connecting element being able to be arranged over the first drive shaft end in the drive shaft to form the positive connection.
  • the connecting element can be arranged in the input shaft via an input shaft end.
  • the connecting element can be arranged via the second input shaft end in the input shaft to form the form-fitting connection with the second drive shaft end.
  • the arrangement of the connecting element over the first drive shaft end (or over one, or the second, input shaft end) enables the shafts to be pushed into one another for assembling the transmission and drive the assembly carried out in this way via the connecting element can be fixed in relation to one another.
  • the connecting element is supported on the drive shaft (alternatively on the input shaft) in relation to the axial direction on a second stop, the second stop being outside the drive shaft on the first drive shaft end or inside the drive shaft (e.g. on a shoulder of the drive shaft or on a shoulder on the inner peripheral surface of the drive shaft le).
  • the drive arrangement at least additionally has a multi-part housing with a first housing part and a second housing part, the electric drive with the drive shaft in the first housing part and the gearbox with the input shaft in the second housing part, where the connection of the housing parts is The first input shaft end in the drive shaft or the second drive shaft end can be pushed into the input shaft.
  • the first housing part or the second housing part is also designed in several parts.
  • the input shaft is rotatably supported in the second housing part by means of two roller bearings which are arranged spaced apart from one another along the axial direction.
  • the drive shaft is rotatably supported in the first housing part only via a roller bearing.
  • an installation position of the input shaft can be fixed or determined by the arrangement of the roller bearings (in particular in relation to the radial direction and in relation to the axial direction).
  • the drive shaft in the first housing part is spaced apart from one another along the axial direction via two stoodet arranged roller bearing is rotatably mounted.
  • the input shaft is rotatably mounted in the second housing part only via a roller bearing.
  • an installation position of the drive shaft can be fixed or determined by the arrangement of the roller bearings (in particular in relation to the radial direction and in relation to the axial direction).
  • a function test of the transmission can also take place without the drive, the drive shaft and the first housing part.
  • the functionality of the transmission can also be checked independently of the drive.
  • the gearbox produced z. B. be arranged on a test bench, with each transmission being driven via a drive shaft of the test stand and not via the drive shaft of the drive to be connected later to the respective transmission.
  • the drive shaft can be connected to the input shaft in such a way that the input shaft, which is fixed in position with respect to the housing, is also fixed in position with regard to the axial direction.
  • the drive shaft can be mounted on the first housing part via a floating bearing.
  • the drive shaft is connected to the input shaft in such a way that the input shaft is also fixed in position with respect to the axial direction via the drive shaft which is fixed in position relative to the housing.
  • the input shaft can be mounted on the second housing part via a floating bearing.
  • the shafts are fixed in position in the radial direction, at least also via the press fit.
  • the shafts are positionally fixed in the axial direction via the press fit and / or the positive connection between the connecting element and one of the shafts.
  • the functionality of the drive can also be checked independently of the transmission.
  • the drives produced, for. B. be arranged on a test stand, each drive being driven via an input shaft of the test stand and not via the input shaft of the transmission to be connected later with the respective drive.
  • the first housing part and the second housing part are preferably via at least one between the input shaft and the second housing part or via at least one first seal arranged between the drive shaft and the first housing part (e.g. a shaft sealing ring, in particular a dynamic you device, ie the Seal moves relative to the sealing surface, here to the input shaft le) fluidly separated from each other.
  • a first seal arranged between the drive shaft and the first housing part e.g. a shaft sealing ring, in particular a dynamic you device, ie the Seal moves relative to the sealing surface, here to the input shaft le
  • the second housing part with the gear (and associated lubrication) and the input shaft can be sealed fluid tightly against the first housing part.
  • the second housing part can be manufactured and tested so that it is fully functional without the need for assembly with the drive and the first housing part.
  • first housing part and the second housing part are fluidically separated from each other by at least one second seal (preferably an O-ring, in particular a static seal, i.e. no relative movement between the seal and the sealing surface, here between the shafts) arranged between the input shaft and the drive shaft .
  • a third seal preferably an O-ring, in particular a static seal, i.e. no relative movement between seal and sealing surface, here between drive shaft and connecting element
  • a medium can be arranged between the third seal and the second seal, which can prevent or at least reduce signs of wear and tear (for example “fretting corrosion”).
  • the drive shaft consists of an uncured material or is at least partially hardened only on an inner circumferential surface.
  • the input shaft is preferably completely hardened.
  • a hardened state refers to a heat treatment of the shaft to change the structure of the material, after which a transformation of the structure and an associated increase in the hardness of the material of the shaft is achieved as a result of the heat treatment.
  • the input shaft extends into the drive shaft and in the process forms the positive connection in the circumferential direction on an outer peripheral surface.
  • the toothing formed on an outer circumferential surface particularly requires an increase in hardness.
  • the input shaft should already be hardened due to the function of transmitting torque to the gearbox. A synergy effect can thus be used here.
  • the drive shaft is designed with teeth on the inner peripheral surface. No increase in hardness is required for this toothing, so that, if necessary, no increase in hardness at all for the entire drive shaft or no hardness increase is necessary only on the inner peripheral surface.
  • a motor vehicle is also proposed, having at least one axle and a drive train for driving at least the axle, the drive train having at least the drive arrangement.
  • first”, “second”, ...) primarily (only) serve to distinguish between several similar items, sizes or processes, so in particular no dependency and / or sequence of these items , Parameters or processes to each other. Should a dependency and / or sequence be required, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment.
  • Fig. 1 a first variant of the drive arrangement in a Be tenansicht in section
  • Fig. 2 a second embodiment of the drive arrangement in a Be tenansicht in section
  • Fig. 3 a third embodiment of the drive assembly in a Be tenansicht in section
  • Fig. 4 a fourth embodiment of the drive assembly in a Be tenansicht in section
  • Fig. 5 shows a fifth embodiment of the drive arrangement in a Be tenansicht in section
  • Fig. 1 shows a first embodiment of the drive assembly 1 in a Be tenansicht in section.
  • the drive arrangement 1 comprises an electric drive 2 with a drive shaft 3 and a gear 4 with an input shaft 5.
  • the drive shaft 3 and the input shaft 5 are arranged coaxially to one another and connected to one another via a toothing 7 that is positive-locking in at least one circumferential direction 6.
  • the drive shaft 3 and the input shaft 5 are ge compared to an axial direction 8 via a, between an inner circumferential surface 10 parallel to an axis of rotation 9 and an outer circumferential surface 11 parallel to the axis of rotation 9, press fit 12 at least positively connected.
  • the drive arrangement 1 also has a multi-part housing 19 with a first housing part 27 and a second housing part 28, the electric drive 2 with the drive shaft 3 in the first housing part 27 and the gear 4 with the input shaft 5 in the second housing part 28 are arranged.
  • the first input shaft end 22 can be pushed into the drive shaft 3.
  • the input shaft 5 is arranged in the second housing part 28 at a distance from one another along the axial direction 8 by two. arranged roller bearing 29 rotatably mounted. An installation position of the input shaft 5 is fixed or determined by the arrangement of the roller bearings 29 (relative to the radial direction 17 and relative to the axial direction 8).
  • the drive shaft 3 is rotatably supported in the first housing part 27 via only one roller bearing 29.
  • the drive shaft 3 is connected to the input shaft 5 in such a way that via the input shaft 5, which is fixed in position with respect to the housing 19, the drive shaft 3 is also fixed in position with regard to the axial direction 8.
  • the positional fixation in relation to the axial direction 8 takes place in particular via the interference fit 12 or the form-fitting connection 14, which is provided in Figs. 2 and 3 is.
  • the drive shaft 3 is mounted on the first housing part 27 via a floating bearing.
  • the first housing part 27 and the second housing part 28 are fluidly separated from one another via a first seal 30 (here a shaft sealing ring) arranged between the input shaft 5 and the second housing part 28.
  • a first seal 30 here a shaft sealing ring
  • the second housing part 28 with the gear 4 arranged therein and associated lubrication and the input shaft 5 can be sealed in a fluid-tight manner with respect to the first housing part 27.
  • the second housing part 28 can thus be produced and tested in a fully functional manner without the need for assembly with the drive 2 and the first housing part 27.
  • the input shaft 5 extends along the axial direction 8 between a first input shaft end 22 and a second input shaft end 23, the first input shaft end 22 being arranged within the drive shaft 3 and forming the press fit 12 and the form-fitting toothing 7.
  • the second housing part 28 with gearbox 4 and input shaft 5 is provided.
  • the first housing part 27 with the drive 2 and the drive shaft 3 is provided and pushed onto the second housing part 28 along the axial direction 8, the input shaft 5 centering the drive shaft 3 via the inner peripheral surface 10 via the outer peripheral surface 11.
  • the first input shaft end 22 is pushed into the drive shaft 3.
  • an assembly tool 36 which can be pushed into the drive shaft 3 via a first drive shafts de 24, the shafts can be shifted along the axial direction 8 to one another.
  • the assembly tool 36 interacts with the first input shaft end 22 via a threaded connection and is supported on the first drive shaft end 24.
  • the drive shaft 3 can be pushed onto the input shaft 5 via the threaded connection with the input shaft 5 and thus the press fit 12 can be formed.
  • the drive shaft 3 can be pushed against a stop on the input shaft 5, with z. B. via Federelemen te between the drive shaft 3 and the stop of the input shaft 5, a bias is adjustable. Further z. B. disks arranged on the stop washer a displacement path of the drive shaft 3 along the input shaft 5 can be shortened or adjusted during assembly.
  • the assembly tool 36 can be removed after the housing parts 27, 28 have been arranged and connected to form the housing 19.
  • Fig. 2 shows a second embodiment variant of the drive arrangement 1 in a side view in section. Reference is made to the statements relating to FIG. 1.
  • a positive connection 14 with respect to the axial direction is provided between the connecting element 13 and the first input shaft end 22.
  • the positive connection 14 is formed via a thread 15 of the connecting element 13 and a mating thread 16 of the input shaft 5.
  • the drive shaft 3 extends from a first drive shaft de 24 and along the axial direction 8 towards the input shaft 5 to a second drive shaft end 25, the connecting element 13 being able to be arranged via the first drive shaft end 24 in the drive shaft 3 to form the form-fitting connection 14 .
  • the arrangement of the connecting element 13 over the first drive shaft end 24 enables the shafts 3, 5 to be slid into one another to assemble the gear 4 and drive 2 and, after the assembly carried out in this way, to be able to be fixed in relation to one another via the connecting element 13.
  • the connecting element 13 is supported on the drive shaft 3 opposite the axial direction 8 on a second stop 26, the second stop 26 being arranged within the drive shaft 3 (here on a shoulder on the inner peripheral surface 10 of the drive shaft 3).
  • the input shaft 5 is supported via a first stop 18 on a housing 19 (the second housing part 28) of the drive arrangement 1 in an axial direction 8 (here via the bearing inner ring of the roller bearing 29), with a smallest distance 20 (along the axial direction 8) between
  • the elasticity of the input shaft 5 can be used for the operation or assembly of the drive arrangement 1.
  • a preload of the shafts 3, 5 can be set in this way, the adjustable preload increasing as the distance 20 increases and the available elasticity of the input shaft 5 increases.
  • the connecting element 13 can be arranged via the first drive shaft end 24 in the drive shaft 3 to form the positive connection 14.
  • the arrangement of the connecting element 13 over the first drive shaft end 24 enables the shafts 3, 5 to be slid into one another for assembling the gear 4 and drive 2 and, after the assembly carried out in this way, to be fixed in relation to one another via the connecting element 13.
  • Fig. 3 shows a third variant embodiment of the drive assembly 1 in a Be tenansicht in section. Reference is made to the explanations relating to FIGS. 1 and 2.
  • the connecting element 13 is supported on the drive shaft 3 opposite the axial direction 8 on a second stop 26, the second stop 26 being arranged outside the drive shaft 3 on the first drive shaft end 24.
  • the first housing part 27 and the second housing part 28 are fluidly separated from each other via a second device 31 arranged between the input shaft 3 and the drive shaft 5 (here an O-ring).
  • a third seal 35 is arranged between the connecting element 13 and the drive shaft 3.
  • Fig. 4 shows a fourth embodiment of the drive arrangement 1 in a side view in section.
  • Fig. 5 shows a fifth embodiment of the drive assembly 1 in a side view in section.
  • Fig. 4 and 5 are described together in the fol lowing. Reference is made to the explanations relating to FIG. 3.
  • the drive shaft 3 extends along the axial direction 8 between a first drive shaft end 24 and a second drive shaft end 25, the second drive shaft end 25 being arranged within the input shaft 5 and forming the press fit 12 and the form-locking gearing 7. Furthermore, in addition to the press fit 12 and the toothing 7, which is positive relative to the circumferential direction 6, a positive connection 14 relative to the axial direction 8 is provided between the connecting element 13 and the second drive shaft end 25.
  • the form-locking connection 14 is formed via a thread 15 of the connecting element 13 and a mating thread 16 of the drive shaft 3.
  • the connecting element 13 extends over a second input shaft end 23 into the input shaft 5 and is connected to the second drive shaft end 25 via the form-fitting connection 14.
  • the connecting element 13 is supported on the input shaft 5 opposite the axial direction 8 on a second stop 26, the second connection impact 26 is arranged outside the input shaft 5 on the second input shaft end 23.
  • the drive shaft 3 is supported via a first stop 18 (and via a roller bearing 29, the input shaft 5 and another roller bearing 29) on a housing 19 (here the second housing part 28) of the drive arrangement 1 opposite the axial direction 8 from.
  • the drive shaft 3 is supported via a first stop 18 (via the input shaft 5 and a roller bearing 29) on a housing 19 (here the second housing part 28) of the drive arrangement 1 opposite the axial direction 8.
  • the connecting element 13 extends in the radial direction 17 also beyond the second input shaft end 23 and forms a stop for the inner ring of the roller bearing 29.
  • FIG. 6 shows a motor vehicle 32 having at least two axles 33 with wheels and a drive train 34 for driving an axle 33, the drive train 34 having the drive arrangement 1.

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Abstract

The invention relates to a drive assembly (1) comprising at least an electric drive (2) having a drive shaft (3), and a transmission (4) having at least one input shaft (5), wherein a drive power of the electric drive (2) can be transmitted to the input shaft (5) via the drive shaft (3), and can be transmitted from the input shaft (5) into the transmission (4). The drive shaft (3) and the input shaft (5) are coaxial to one another and are interconnected by way of a toothing (7) that is form-fitting at least in a circumferential direction (6). The drive shaft (3) and the input shaft (5) are at least frictionally connected at least in relation to an axial direction (8) at least via a press fit (12) formed in each case between an inner circumferential surface (10) and an outer circumferential surface (11) which are parallel to an axis of rotation (9), or the drive shaft and the input shaft together form a form-fitting connection (14) via a connecting element (13).

Description

Antriebsanordnung mit elektrischem Antrieb und Getriebe Drive arrangement with electric drive and gear
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung, zumindest umfassend einen elektrischen Antrieb mit einer Antriebswelle sowie ein Getriebe mit zumin dest einer Eingangswelle, wobei eine Antriebsleistung des elektrischen Antriebs über die Antriebswelle auf die Eingangswelle und von der Eingangswelle in das Getriebe übertragbar ist. Bevorzugt kann die Antriebsanordnung in einem Kraft fahrzeug angeordnet werden, das z. B. rein elektrisch durch eine elektrische Ma schine als Motor betrieben wird (BEV-battery electric vehicle). Die Antriebsan ordnung dient der Erzeugung und Übertragung eines (Antriebs-)Drehmoments eines (elektrischen) Antriebs auf die Eingangswelle des Getriebes. Über die An triebsanordnung wird zumindest ein Rad eines Kraftfahrzeugs angetrieben. The present invention relates to a drive arrangement, at least comprising an electric drive with a drive shaft and a transmission with at least one input shaft, wherein a drive power of the electric drive can be transmitted via the drive shaft to the input shaft and from the input shaft into the transmission. Preferably, the drive assembly can be arranged in a motor vehicle that z. B. is operated purely electrically by an electrical Ma machine as a motor (BEV-battery electric vehicle). The drive system is used to generate and transmit a (drive) torque of an (electric) drive to the input shaft of the transmission. At least one wheel of a motor vehicle is driven via the drive arrangement.
Es sind Antriebsanordnungen bekannt, bei denen sich eine Antriebswelle eines Antriebs durch ein Getriebe hindurch erstreckt. Eine Eingangswelle der Getriebe anordnung ist dabei auf der Antriebswelle koaxial angeordnet und drehfest mit dieser verbunden. Drive arrangements are known in which a drive shaft of a drive extends through a transmission. An input shaft of the gear arrangement is arranged coaxially on the drive shaft and non-rotatably connected to it.
Bei dieser bekannten Ausgestaltung einer Antriebsanordnung werden zunächst Motor und Getriebe zusammengebaut und erst danach die Funktionalität des Ge triebes überprüft. Eine von dem Motor unabhängige Funktionsprüfung des Getrie bes ist damit nicht möglich, da die Eingangswelle des Getriebes nur auf der An triebswelle gelagert ist, wobei die Antriebswelle aber mit dem Motor verbunden ist. In this known embodiment of a drive arrangement, the engine and transmission are first assembled and only then the functionality of the Ge transmission is checked. A functional test of the gearbox independent of the engine is not possible because the input shaft of the gearbox is only supported on the drive shaft, but the drive shaft is connected to the engine.
Es besteht ein ständiges Interesse, die Antriebsanordnungen für Kraftfahrzeuge weiterzuentwickeln. In diesem Zusammenhang wurde erkannt, dass eine Tren nung der Funktionsprüfüng von Motor und Getriebe bzw. eine separate Funktion- sprüfüng allein des Getriebes vorteilhaft ist. Damit können Komponentenherstel ler Einzelkomponenten (hier Getriebe auf der einen Seite und Antrieb auf der an- deren Seite) unabhängig voneinander prüfen und dem Hersteller eine Baugruppe, bestehend aus Antrieb und Getriebe, zur Verfügung stellen. Damit können Fehler frühzeitig erkannt und bereits vor dem Zusammenbau von Antrieb und Getriebe einer Komponente zugeordnet werden. Verantwortlichkeiten der unterschiedli chen Komponentenhersteller lassen sich damit klar voneinander unterscheiden. There is a constant interest in further developing the drive arrangements for motor vehicles. In this context, it was recognized that separating the function test of the engine and transmission or a separate function test of the transmission alone is advantageous. This means that component manufacturers can use individual components (here the gearbox on one side and the drive on the other their side) independently of each other and provide the manufacturer with an assembly consisting of drive and gear. This means that errors can be detected at an early stage and assigned to a component before the drive and transmission are assembled. The responsibilities of the different component manufacturers can thus be clearly distinguished from one another.
Eine Motor-Getriebeanordnung (Antriebsanordnung) ist aus der WO 2018/086679 Al bekannt. Dabei sind zwei koaxial zueinander angeordnete Wellen entlang der axialen Richtung überlappend zueinander angeordnet und über eine in der Um fangsrichtung formschlüssige Verbindung (Keilverzahnung/Steckverzahnung) miteinander drehfest verbunden. Hier ist eine getrennte Funktionsprüfung des Getriebes bereits möglich. A motor-gear arrangement (drive arrangement) is known from WO 2018/086679 A1. Two shafts arranged coaxially to one another are arranged overlapping one another along the axial direction and connected to one another in a rotationally fixed manner via a connection that is positive in the circumferential direction (splines / splines). A separate functional test of the transmission is already possible here.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die im Zusam menhang mit dem Stand der Technik geschilderten Probleme wenigstens teilweise zu lösen. Es soll insbesondere eine Antriebsanordnung vorgeschlagen werden, die Vorteile hinsichtlich der Handhabbarkeit, der Montagefreundlichkeit, der Fehlerüberprüfbarkeit und/oder der Funktionalität aufweist. Proceeding from this, it is the object of the present invention to at least partially solve the problems described in connection with the prior art. In particular, a drive arrangement is to be proposed which has advantages in terms of handling, ease of assembly, error checking and / or functionality.
Hierzu trägt eine Antriebsanordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentan sprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch er läuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden. A drive arrangement according to the features of claim 1 contributes to this. Advantageous developments are the subject of the dependent patent claims. The features listed individually in the patent claims can be combined with one another in a technologically sensible manner and can be supplemented with explanatory facts from the description and details from the figures, with further variants of the invention being shown.
Es wird eine Antriebsanordnung vorgeschlagen, zumindest umfassend einen elektrischen Antrieb mit einer Antriebswelle sowie ein Getriebe mit zumindest einer Eingangswelle (und einer Ausgangs welle, wobei Eingangswelle und Aus gangswelle über eine schaltbare oder variable Übersetzung miteinander drehmo- mentübertragend verbindbar sind). Eine Antriebsleistung des elektrischen An triebs ist über die Antriebswelle auf die Eingangswelle und von der Eingangswel le in das Getriebe (hin zur Ausgangswelle) übertragbar, wobei die Antriebswelle und die Eingangswelle koaxial zueinander angeordnet und über eine zumindest in einer Umfangsrichtung formschlüssige Verzahnung (bzw. Verbindung, also eine Steckverzahnung, Keilverzahnung, Feder-Nut- Verbindung, etc.) miteinander ver bunden sind, wobei die Antriebswelle und die Eingangswelle zumindest gegen über einer axialen Richtung zumindest A drive arrangement is proposed, at least comprising an electric drive with a drive shaft and a transmission with at least one input shaft (and one output shaft, with the input shaft and output shaft rotating together via a switchable or variable ratio) are connectable in a ment-transmitting manner). A drive power of the electrical drive can be transmitted via the drive shaft to the input shaft and from the input shaft to the transmission (to the output shaft), the drive shaft and the input shaft being arranged coaxially to one another and via a toothing (or connection) that is positive-locking in at least one circumferential direction , So a spline, spline, tongue-and-groove connection, etc.) are connected to each other, the drive shaft and the input shaft at least with respect to at least one axial direction
a) über eine, zwischen einer zu einer Drehachse parallelen Innenumfangsfläche und einer zu der Drehachse parallelen Außenumfangsfläche gebildeten, Presspassung zumindest kraftschlüssig verbunden sind, oder a) are at least positively connected via a press fit formed between an inner circumferential surface parallel to an axis of rotation and an outer circumferential surface parallel to the axis of rotation, or
b) über ein Verbindungselement (formschlüssig verbunden und) eine form schlüssige Verbindung miteinander ausbilden. b) via a connecting element (positively connected and) form a form-fitting connection with one another.
Die Antriebswelle ist insbesondere ein Rotor des elektrischen Antriebs bzw. mit dem Rotor drehfest verbunden bzw. verbindbar. Die Antriebswelle erstreckt sich insbesondere entlang der Drehachse (parallel zur axialen Richtung) durch den Antrieb hindurch und dient der Weiterleitung eines durch den Antrieb erzeugten Drehmoments in Richtung hin zum Getriebe. Die Eingangswelle ist eine Kompo nente des Getriebes und übernimmt das Drehmoment des Antriebs von der An triebswelle und leitet dieses in das Getriebe ein. Eingangswelle und Antriebswelle sind insbesondere voneinander getrennt hergestellte Bauteile, die erst im Rahmen des Zusammenbaus von Antrieb und Getriebe miteinander drehfest verbunden werden. The drive shaft is, in particular, a rotor of the electric drive or connected or connectable to the rotor in a rotationally fixed manner. The drive shaft extends in particular along the axis of rotation (parallel to the axial direction) through the drive and serves to transmit a torque generated by the drive in the direction of the transmission. The input shaft is a component of the transmission and takes over the torque of the drive from the drive shaft and feeds it into the transmission. The input shaft and drive shaft are, in particular, components which are manufactured separately from one another and which are only connected to one another in a rotationally fixed manner during the assembly of the drive and transmission.
Eingangswelle und Antriebswelle sind so zueinander angeordnet, dass sich Teile der Wellen entlang der axialen Richtung überlagern. Dabei erstreckt sich eine Welle in die zumindest teilweise als Hohlwelle ausgeführte andere Welle hinein. Im Bereich dieser Überdeckung der Wellen kann z. B. die Presspassung zwischen den Wellen (mit einem Übermaß von 0 bis 100 pm, insbesondere zwischen 0 und 50 mhi) ausgebildet sein. Insbesondere weisen die Wellen einen Außendurchmes ser von höchstens 100 Millimeter auf, bevorzugt von weniger als 50 Millimeter. The input shaft and drive shaft are arranged with respect to one another in such a way that parts of the shafts overlap along the axial direction. One shaft extends into the other shaft, which is at least partially designed as a hollow shaft. In the area of this overlap of the waves z. B. the interference fit between the shafts (with an oversize of 0 to 100 pm, in particular between 0 and 50 mhi). In particular, the shafts have an outer diameter of at most 100 millimeters, preferably less than 50 millimeters.
Alternativ oder zusätzlich zur Presspassung können die Wellen im Bereich der Überdeckung durch eine gegenüber der axialen Richtung formschlüssige Verbin dung verbunden sein. Insbesondere ist zur Ausbildung der formschlüssigen Ver bindung ein Verbindungselement vorgesehen. As an alternative or in addition to the press fit, the shafts can be connected in the area of the overlap by a form-fitting connection with respect to the axial direction. In particular, a connecting element is provided to form the positive connection Ver.
Formschlüssige Verbindungen entstehen insbesondere durch das Ineinandergrei- fen von mindestens zwei Verbindungspartnem. Dadurch können sich die Verbin dungspartner auch ohne oder bei unterbrochener Kraftübertragung nicht lösen. Anders ausgedrückt ist bei einer formschlüssigen Verbindung der eine Verbin dungspartner dem anderen im Weg. Kraftschlüssige Verbindungen setzen eine Normal-Kraft auf die miteinander zu verbindenden Flächen voraus. Ihre gegensei- tige Verschiebung ist verhindert, solange die durch die Haftreibung bewirkte Ge- gen-Kraft nicht überschritten wird. Der Kraft- beziehungsweise Reibschluss ist verloren und die Flächen rutschen aufeinander, wenn die tangential wirkende Last-Kraft größer als die Haftreibungs-Kraft ist. Infolge der gegenüber der axialen Richtung kraftschlüssigen und/oder formschlüs sigen Verbindung können die Positionen der Wellen gegenüber der axialen Rich tung festgelegt werden. Die durch die einander kontaktierenden Umfangsflächen gebildete Presspassung ermöglicht ein Zentrieren der Wellen zueinander (gegen über einer radialen Richtung) und/oder eine Einstellung einer Gesamtlänge der Wellenanordnung, bestehend aus Antriebswelle und Eingangswelle. Positive connections are created in particular by the interlocking of at least two connection partners. As a result, the connec tion partner cannot loosen even with or without power transmission. In other words, with a positive connection, one connection partner is in the way of the other. Non-positive connections require a normal force on the surfaces to be connected. Their mutual displacement is prevented as long as the counter-force caused by the static friction is not exceeded. The frictional connection is lost and the surfaces slide on each other when the tangentially acting load force is greater than the static friction force. As a result of the force-locking and / or form-locking connection with respect to the axial direction, the positions of the shafts with respect to the axial direction can be determined. The press fit formed by the circumferential surfaces contacting one another enables the shafts to be centered with respect to one another (in relation to a radial direction) and / or an adjustment of an overall length of the shaft arrangement, consisting of the drive shaft and input shaft.
Insbesondere ist das Verbindungselement eine Schraube und weist ein (Innen oder Außen-)Gewinde auf, das mit einem Gegengewinde an einer von Antriebs welle und Eingangswelle zur Ausbildung der formschlüssigen Verbindung zu- sammenwirkt. Dabei sind auch andere formschlüssige Verbindungen möglich, z. B. durch Bildung eines Bajonettverschlusses oder Ähnliches. In particular, the connecting element is a screw and has an (internal or external) thread that is connected to a mating thread on one of the drive shaft and input shaft to form the positive connection. cooperates. Other form-fitting connections are also possible, e.g. B. by forming a bayonet lock or the like.
Insbesondere ist eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungsele ment und einer von Antriebswelle und Eingangswelle in einer radialen Richtung innerhalb der anderen von Eingangswelle und Antriebswelle angeordnet. Insbe sondere ist das Verbindungselement zumindest teilweise innerhalb einer der bei den Wellen angeordnet, bevorzugt in einer als Hohlwelle ausgeführten Welle. In particular, a positive connection between the connecting element and one of the drive shaft and input shaft is arranged in a radial direction within the other of the input shaft and drive shaft. In particular, the connecting element is at least partially arranged within one of the shafts, preferably in a shaft designed as a hollow shaft.
Insbesondere stützt sich die Eingangswelle oder die Antriebswelle über einen ers ten Anschlag (und ggf. über ein Wälzlager und/oder die andere Welle) an einem Gehäuse der Antriebsanordnung gegenüber einer axialen Richtung ab, wobei ein kleinster Abstand (entlang der axialen Richtung) zwischen In particular, the input shaft or the drive shaft is supported via a first stop (and possibly via a roller bearing and / or the other shaft) on a housing of the drive arrangement in relation to an axial direction, with a smallest distance (along the axial direction) between
• einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Verbindungselement und einer von Antriebswelle und Eingangswelle (insbesondere die Welle die sich an dem ersten Anschlag abstützt), und • a positive connection between the connecting element and one of the drive shaft and input shaft (in particular the shaft that is supported on the first stop), and
• dem ersten Anschlag • the first attack
mindestens 20 % einer größten Länge der die bzw. eine formschlüssige Verbin dung bildenden (und insbesondere sich an dem ersten Anschlag abstützenden) Welle beträgt. at least 20% of a greatest length of the shaft which forms the or a form-fitting connection (and in particular is supported on the first stop).
Die Länge einer Welle erstreckt sich insbesondere zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende der Welle entlang der axialen Richtung. The length of a shaft extends in particular between a first end and a second end of the shaft along the axial direction.
Insbesondere kann durch den Abstand zwischen erstem Anschlag und der form schlüssigen Verbindung eine Elastizität der betreffenden Welle für den Betrieb bzw. die Montage der Antriebsanordnung genutzt werden. Insbesondere kann so eine Vorspannung der Wellen eingestellt werden, wobei die einstellbare Vorspan nung mit größer werdendem Abstand, und damit größer werdender verfügbarer Elastizität der Welle, größer wird. Insbesondere kann dabei auch eine Elastizität des Verbindungselements ausgenutzt werden, das sich gegenüber der axialen Richtung an einem zweiten Anschlag abstützt. In particular, due to the distance between the first stop and the form-fitting connection, an elasticity of the relevant shaft can be used for the operation or assembly of the drive arrangement. In particular, a preload of the shafts can be set in this way, the adjustable preload increasing with increasing distance, and thus increasing available elasticity of the shaft. In particular, there can also be an elasticity of the connecting element, which is supported on a second stop relative to the axial direction, can be used.
Insbesondere erstreckt sich die Eingangswelle entlang einer axialen Richtung zwi- sehen einem ersten Eingangswellenende und einem zweiten Eingangswellenende, wobei das erste Eingangswellenende innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist und dabei die Presspassung ausbildet oder mit dem Verbindungselement die form schlüssige Verbindung ausbildet. Es ist aber auch eine umgekehrte Anordnung möglich, bei der sich die Antriebs welle in die Eingangswelle hinein erstreckt und mit dem zweiten Antriebswellen ende die Presspassung ausbildet oder mit dem Verbindungselement die form schlüssige Verbindung ausbildet. Insbesondere erstreckt sich die Antriebswelle ausgehend von einem ersten An triebswellenende und entlang der axialen Richtung hin zur Eingangswelle bis zu einem zweiten Antriebswellenende, wobei das Verbindungselement über das erste Antriebswellenende in der Antriebswelle zur Bildung der formschlüssigen Ver bindung anordenbar ist. In particular, the input shaft extends along an axial direction between a first input shaft end and a second input shaft end, the first input shaft end being arranged within the drive shaft and thereby forming the press fit or forming the positive connection with the connecting element. However, a reverse arrangement is also possible, in which the drive shaft extends into the input shaft and forms the press fit with the second drive shaft end or forms the positive connection with the connecting element. In particular, the drive shaft extends starting from a first drive shaft end and along the axial direction towards the input shaft to a second drive shaft end, the connecting element being able to be arranged over the first drive shaft end in the drive shaft to form the positive connection.
Es ist aber auch eine andere Anordnung möglich, bei der das Verbindungselement über ein Eingangswellenende in der Eingangswelle anordenbar ist. Insbesondere ist das Verbindungselement über das zweite Eingangswellenende in der Ein gangswelle zur Bildung der formschlüssigen Verbindung mit dem zweiten An- triebswellenende anordenbar. However, another arrangement is also possible in which the connecting element can be arranged in the input shaft via an input shaft end. In particular, the connecting element can be arranged via the second input shaft end in the input shaft to form the form-fitting connection with the second drive shaft end.
Die Anordnung des Verbindungselements über das erste Antriebswellenende (bzw. über ein, bzw. das zweite, Eingangswellenende) ermöglicht, dass die Wel len zum Zusammenbau von Getriebe und Antrieb in einander schiebbar und nach der so durchgeführten Montage über das Verbindungselement in der Lage zuei nander fixierbar sind. The arrangement of the connecting element over the first drive shaft end (or over one, or the second, input shaft end) enables the shafts to be pushed into one another for assembling the transmission and drive the assembly carried out in this way via the connecting element can be fixed in relation to one another.
Insbesondere stützt sich das Verbindungselement an der Antriebswelle (alternativ an der Eingangswelle) gegenüber der axialen Richtung an einem zweiten An schlag ab, wobei der zweite Anschlag außerhalb der Antriebswelle an dem ersten Antriebswellenende oder innerhalb der Antriebswelle (z. B. an einem Absatz der Antriebswelle bzw. an einem Absatz an der Innenumfangsfläche der Antriebswel le) angeordnet ist. In particular, the connecting element is supported on the drive shaft (alternatively on the input shaft) in relation to the axial direction on a second stop, the second stop being outside the drive shaft on the first drive shaft end or inside the drive shaft (e.g. on a shoulder of the drive shaft or on a shoulder on the inner peripheral surface of the drive shaft le).
Insbesondere weist die Antriebsanordnung zumindest zusätzlich ein mehrteiliges Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil auf, wobei der elektrische Antrieb mit der Antriebswelle in dem ersten Gehäuseteil und das Getriebe mit der Eingangswelle in dem zweiten Gehäuseteil angeordnet sind, wo bei zur Verbindung der Gehäuseteile das erste Eingangswellenende in die An triebswelle oder das zweite Antriebswellenende in die Eingangswelle einschiebbar ist. Insbesondere ist zumindest das erste Gehäuseteil oder das zweite Gehäuseteil ebenfalls mehrteilig ausgeführt. In particular, the drive arrangement at least additionally has a multi-part housing with a first housing part and a second housing part, the electric drive with the drive shaft in the first housing part and the gearbox with the input shaft in the second housing part, where the connection of the housing parts is The first input shaft end in the drive shaft or the second drive shaft end can be pushed into the input shaft. In particular, at least the first housing part or the second housing part is also designed in several parts.
Insbesondere ist die Eingangswelle in dem zweiten Gehäuseteil über zwei vonei nander entlang der axialen Richtung beabstandet angeordnete Wälzlager drehbar gelagert. Insbesondere ist die Antriebswelle in dem ersten Gehäuseteil nur über ein Wälzlager drehbar gelagert. In particular, the input shaft is rotatably supported in the second housing part by means of two roller bearings which are arranged spaced apart from one another along the axial direction. In particular, the drive shaft is rotatably supported in the first housing part only via a roller bearing.
Insbesondere kann eine Einbaulage der Eingangswelle durch die Anordnung der Wälzlager fixiert bzw. bestimmt werden (insbesondere gegenüber der radialen Richtung und gegenüber der axialen Richtung). In particular, an installation position of the input shaft can be fixed or determined by the arrangement of the roller bearings (in particular in relation to the radial direction and in relation to the axial direction).
Es ist aber auch eine andere Anordnung möglich, bei der die Antriebswelle in dem ersten Gehäuseteil über zwei voneinander entlang der axialen Richtung beab- standet angeordnete Wälzlager drehbar gelagert ist. Insbesondere ist die Ein gangswelle in dem zweiten Gehäuseteil nur über ein Wälzlager drehbar gelagert. However, another arrangement is also possible in which the drive shaft in the first housing part is spaced apart from one another along the axial direction via two stoodet arranged roller bearing is rotatably mounted. In particular, the input shaft is rotatably mounted in the second housing part only via a roller bearing.
Insbesondere kann eine Einbaulage der Antriebswelle durch die Anordnung der Wälzlager fixiert bzw. bestimmt werden (insbesondere gegenüber der radialen Richtung und gegenüber der axialen Richtung). In particular, an installation position of the drive shaft can be fixed or determined by the arrangement of the roller bearings (in particular in relation to the radial direction and in relation to the axial direction).
Insbesondere kann infolge der Lagerung der Eingangswelle in dem zweiten Ge häuseteil eine Funktionsprüfüng des Getriebes auch ohne den Antrieb, die An triebswelle und das erste Gehäuseteil erfolgen. Infolge der Lagerung der Ein gangswelle über die Wälzlager an dem zweiten Teilgehäuse kann eine Funktiona lität des Getriebes auch unabhängig vom Antrieb geprüft werden. Dazu können die hergestellten Getriebe z. B. auf einem Prüfstand angeordnet werden, wobei jedes Getriebe über eine Antriebswelle des Prüfstands und nicht über die An triebswelle des später mit dem jeweiligen Getriebe zu verbindendem Antrieb an getrieben wird. In particular, as a result of the storage of the input shaft in the second housing part, a function test of the transmission can also take place without the drive, the drive shaft and the first housing part. As a result of the storage of the input shaft via the roller bearings on the second sub-housing, the functionality of the transmission can also be checked independently of the drive. For this purpose, the gearbox produced z. B. be arranged on a test bench, with each transmission being driven via a drive shaft of the test stand and not via the drive shaft of the drive to be connected later to the respective transmission.
Insbesondere kann die Antriebswelle mit der Eingangswelle so verbunden sein, dass über die gegenüber dem Gehäuse lagefixierte Eingangswelle auch die An triebswelle hinsichtlich der axialen Richtung lagefixiert ist. Insbesondere kann die Antriebswelle über ein Loslager an dem ersten Gehäuseteil gelagert sein. In particular, the drive shaft can be connected to the input shaft in such a way that the input shaft, which is fixed in position with respect to the housing, is also fixed in position with regard to the axial direction. In particular, the drive shaft can be mounted on the first housing part via a floating bearing.
Es ist aber auch eine andere Anordnung möglich, bei der die Antriebswelle mit der Eingangswelle so verbunden sind, dass über die gegenüber dem Gehäuse lage fixierte Antriebswelle auch die Eingangswelle hinsichtlich der axialen Richtung lagefixiert ist. Insbesondere kann die Eingangswelle über ein Loslager an dem zweiten Gehäuseteil gelagert sein. However, another arrangement is also possible in which the drive shaft is connected to the input shaft in such a way that the input shaft is also fixed in position with respect to the axial direction via the drive shaft which is fixed in position relative to the housing. In particular, the input shaft can be mounted on the second housing part via a floating bearing.
Insbesondere erfolgt eine Lagefixierung der Wellen (Eingangswelle und An triebswelle) in der radialen Richtung zumindest auch über die Presspassung. Ins- besondere erfolgt eine Lagefixierung der Wellen (Eingangswelle und Antriebs welle) in der axialen Richtung über die Presspassung und/oder die formschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungselement und einer der Wellen. In particular, the shafts (input shaft and drive shaft) are fixed in position in the radial direction, at least also via the press fit. In- In particular, the shafts (input shaft and drive shaft) are positionally fixed in the axial direction via the press fit and / or the positive connection between the connecting element and one of the shafts.
Infolge der Lagerung der Antriebswelle über ein Wälzlager an dem Gehäuse kann eine Funktionalität des Antriebs auch unabhängig vom Getriebe geprüft werden. Dazu können die hergestellten Antriebe z. B. auf einem Prüfstand angeordnet werden, wobei jeder Antrieb über eine Eingangswelle des Prüfstands und nicht über die Eingangswelle des später mit dem jeweiligen Antrieb zu verbindendem Getriebe angetrieben wird. As the drive shaft is mounted on the housing via a roller bearing, the functionality of the drive can also be checked independently of the transmission. For this purpose, the drives produced, for. B. be arranged on a test stand, each drive being driven via an input shaft of the test stand and not via the input shaft of the transmission to be connected later with the respective drive.
Bevorzugt sind der erste Gehäuseteil und der zweite Gehäuseteil über zumindest eine zwischen der Eingangswelle und dem zweiten Gehäuseteil oder über zumin dest eine zwischen der Antriebswelle und dem ersten Gehäuseteil angeordnete erste Dichtung (z. B. ein Wellendichtring, insbesondere eine dynamische Dich tung, d. h. die Dichtung bewegt sich relativ zur Dichtfläche, hier zur Eingangswel le) fluidtechnisch voneinander getrennt. The first housing part and the second housing part are preferably via at least one between the input shaft and the second housing part or via at least one first seal arranged between the drive shaft and the first housing part (e.g. a shaft sealing ring, in particular a dynamic you device, ie the Seal moves relative to the sealing surface, here to the input shaft le) fluidly separated from each other.
Insbesondere kann bei Anordnung der ersten Dichtung zwischen der Eingangs welle und dem zweiten Gehäuseteil das zweite Gehäuseteil mit dem darin ange ordneten Getriebe (und zugehöriger Schmierung) und der Eingangswelle fluid dicht gegenüber dem ersten Gehäuseteil abgedichtet werden. Insbesondere kann der zweite Gehäuseteil so voll funktionsfähig hergestellt und geprüft werden, oh ne dass die Montage mit dem Antrieb und dem ersten Gehäuseteil erfolgen muss. In particular, with the arrangement of the first seal between the input shaft and the second housing part, the second housing part with the gear (and associated lubrication) and the input shaft can be sealed fluid tightly against the first housing part. In particular, the second housing part can be manufactured and tested so that it is fully functional without the need for assembly with the drive and the first housing part.
Insbesondere sind der erste Gehäuseteil und der zweite Gehäuseteil über zumin dest eine zwischen der Eingangswelle und der Antriebswelle angeordnete zweite Dichtung (bevorzugt ein O-Ring, insbesondere eine statische Dichtung, also keine Relativbewegung zwischen Dichtung und Dichtfläche, hier zwischen den Wellen) fluidtechnisch voneinander getrennt. Insbesondere ist eine dritte Dichtung (bevorzugt ein O-Ring, insbesondere eine statische Dichtung, also keine Relativbewegung zwischen Dichtung und Dichtflä che, hier zwischen Antriebswelle und Verbindungselement) zwischen dem Ver bindungselement und der jeweiligen Welle, also der Antriebswelle oder der Ein gangswelle, angeordnet. Insbesondere kann zwischen der dritten Dichtung und der zweiten Dichtung ein Medium angeordnet sein, das Abnutzungserscheinungen (z. B.„fretting corrosion“) verhindern oder zumindest vermindern kann. In particular, the first housing part and the second housing part are fluidically separated from each other by at least one second seal (preferably an O-ring, in particular a static seal, i.e. no relative movement between the seal and the sealing surface, here between the shafts) arranged between the input shaft and the drive shaft . In particular, a third seal (preferably an O-ring, in particular a static seal, i.e. no relative movement between seal and sealing surface, here between drive shaft and connecting element) is arranged between the connecting element and the respective shaft, i.e. the drive shaft or the input shaft . In particular, a medium can be arranged between the third seal and the second seal, which can prevent or at least reduce signs of wear and tear (for example “fretting corrosion”).
Insbesondere (bevorzugt, wenn die Eingangswelle sich in die Antriebswelle hin ein erstreckt) besteht die Antriebswelle aus einem ungehärtetem Material oder ist nur an einer Innenumfangsfläche zumindest teilweise gehärtet. Bevorzugt ist die Eingangswelle vollständig gehärtet. Ein gehärteter Zustand bezeichnet eine Wär mebehandlung der Welle zur Veränderung des Gefüges des Materials, wonach infolge der Wärmebehandlung eine Umwandlung des Gefüges und eine damit verbundene Steigerung der Härte des Materials der Welle erreicht wird. In particular (preferably when the input shaft extends into the drive shaft) the drive shaft consists of an uncured material or is at least partially hardened only on an inner circumferential surface. The input shaft is preferably completely hardened. A hardened state refers to a heat treatment of the shaft to change the structure of the material, after which a transformation of the structure and an associated increase in the hardness of the material of the shaft is achieved as a result of the heat treatment.
Insbesondere ist es so möglich, zumindest bei einer Welle eine Härtesteigerung nicht vornehmen zu müssen. Das wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Eingangswelle sich in die Antriebswelle hinein erstreckt und dabei an einer Au ßenumfangsfläche die in der Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung aus bildet. Die an einer Außenumfangsfläche ausgebildete Verzahnung erfordert ins besondere eine Härtesteigerung. Die Eingangswelle sollte bereits aufgrund der Funktion der Drehmomentweiterleitung in das Getriebe gehärtet ausgeführt sein. Damit kann hier ein Synergieeffekt genutzt werden. Als Folge wird die Antriebs welle mit einer Verzahnung an der Innenumfangsfläche ausgeführt. Für diese Verzahnung ist regelmäßig keine Härtesteigerung erforderlich, so dass ggf. für die gesamte Antriebswelle überhaupt keine Härtesteigerung oder nur an der Innenum fangsfläche keine Härtesteigerung erforderlich ist. Es wird weiter ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest aufweisend eine Ach se sowie einen Antriebsstrang zum Antrieb von mindestens der Achse, wobei der Antriebsstrang zumindest die Antriebsanordnung aufweist. In particular, it is thus possible not to have to increase the hardness at least in the case of a shaft. This is achieved in particular in that the input shaft extends into the drive shaft and in the process forms the positive connection in the circumferential direction on an outer peripheral surface. The toothing formed on an outer circumferential surface particularly requires an increase in hardness. The input shaft should already be hardened due to the function of transmitting torque to the gearbox. A synergy effect can thus be used here. As a result, the drive shaft is designed with teeth on the inner peripheral surface. No increase in hardness is required for this toothing, so that, if necessary, no increase in hardness at all for the entire drive shaft or no hardness increase is necessary only on the inner peripheral surface. A motor vehicle is also proposed, having at least one axle and a drive train for driving at least the axle, the drive train having at least the drive arrangement.
Die Ausführungen zu der Antriebsanordnung sind insbesondere auf das Kraftfahr zeug übertragbar und umgekehrt. The statements on the drive arrangement are particularly applicable to the motor vehicle and vice versa.
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“,„zwei te“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegen ständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. As a precaution, it should be noted that the numerals used here (“first”, “second”, ...) primarily (only) serve to distinguish between several similar items, sizes or processes, so in particular no dependency and / or sequence of these items , Parameters or processes to each other. Should a dependency and / or sequence be required, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Fi guren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Fi guren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinie ren. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläu terungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen schematisch: The invention and the technical environment are explained in more detail below using the Fi gures. It should be pointed out that the invention is not intended to be restricted by the exemplary embodiments shown. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and to combine them with other components and findings from the present description and / or figures. The same reference symbols denote the same objects, so that if necessary Explanations from other figures can also be used. They show schematically:
Fig. 1 : eine erste Ausführungsvariante der Antriebsanordnung in einer Sei tenansicht im Schnitt; Fig. 1: a first variant of the drive arrangement in a Be tenansicht in section;
Fig. 2: eine zweite Ausführungsvariante der Antriebsanordnung in einer Sei tenansicht im Schnitt; Fig. 3: eine dritte Ausführungsvariante der Antriebsanordnung in einer Sei tenansicht im Schnitt; Fig. 4: eine vierte Ausführungsvariante der Antriebsanordnung in einer Sei tenansicht im Schnitt; Fig. 2: a second embodiment of the drive arrangement in a Be tenansicht in section; Fig. 3: a third embodiment of the drive assembly in a Be tenansicht in section; Fig. 4: a fourth embodiment of the drive assembly in a Be tenansicht in section;
Fig. 5 eine fünfte Ausführungsvariante der Antriebsanordnung in einer Sei tenansicht im Schnitt; und Fig. 5 shows a fifth embodiment of the drive arrangement in a Be tenansicht in section; and
Fig. 6: ein Kraftfahrzeug. 6: a motor vehicle.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante der Antriebsanordnung 1 in einer Sei tenansicht im Schnitt. Die Antriebsanordnung 1 umfasst einen elektrischen An- trieb 2 mit einer Antriebswelle 3 sowie ein Getriebe 4 mit einer Eingangswelle 5. Die Antriebswelle 3 und die Eingangswelle 5 sind koaxial zueinander angeordnet und über eine zumindest in einer Umfangsrichtung 6 formschlüssige Verzahnung 7 miteinander verbunden. Die Antriebswelle 3 und die Eingangswelle 5 sind ge genüber einer axialen Richtung 8 über eine, zwischen einer zu einer Drehachse 9 parallelen Innenumfangsfläche 10 und einer zu der Drehachse 9 parallelen Au ßenumfangsfläche 11 gebildeten, Presspassung 12 zumindest kraftschlüssig ver bunden. Fig. 1 shows a first embodiment of the drive assembly 1 in a Be tenansicht in section. The drive arrangement 1 comprises an electric drive 2 with a drive shaft 3 and a gear 4 with an input shaft 5. The drive shaft 3 and the input shaft 5 are arranged coaxially to one another and connected to one another via a toothing 7 that is positive-locking in at least one circumferential direction 6. The drive shaft 3 and the input shaft 5 are ge compared to an axial direction 8 via a, between an inner circumferential surface 10 parallel to an axis of rotation 9 and an outer circumferential surface 11 parallel to the axis of rotation 9, press fit 12 at least positively connected.
Die Antriebsanordnung 1 weist zusätzlich ein mehrteiliges Gehäuse 19 mit einem ersten Gehäuseteil 27 und einem zweiten Gehäuseteil 28 auf, wobei der elektri sche Antrieb 2 mit der Antriebswelle 3 in dem ersten Gehäuseteil 27 und das Ge triebe 4 mit der Eingangswelle 5 in dem zweiten Gehäuseteil 28 angeordnet sind. Zur Verbindung der Gehäuseteile 27, 28 ist das erste Eingangswellenende 22 in die Antriebswelle 3 einschiebbar. Die Eingangswelle 5 ist in dem zweiten Gehäu- seteil 28 über zwei voneinander entlang der axialen Richtung 8 beabstandet ange- ordnete Wälzlager 29 drehbar gelagert. Eine Einbaulage der Eingangswelle 5 ist durch die Anordnung der Wälzlager 29 fixiert bzw. bestimmt (gegenüber der radi alen Richtung 17 und gegenüber der axialen Richtung 8). The drive arrangement 1 also has a multi-part housing 19 with a first housing part 27 and a second housing part 28, the electric drive 2 with the drive shaft 3 in the first housing part 27 and the gear 4 with the input shaft 5 in the second housing part 28 are arranged. To connect the housing parts 27, 28, the first input shaft end 22 can be pushed into the drive shaft 3. The input shaft 5 is arranged in the second housing part 28 at a distance from one another along the axial direction 8 by two. arranged roller bearing 29 rotatably mounted. An installation position of the input shaft 5 is fixed or determined by the arrangement of the roller bearings 29 (relative to the radial direction 17 and relative to the axial direction 8).
Infolge der Lagerung der Eingangswelle 5 in dem zweiten Gehäuseteil 28 kann eine Funktionsprüfung des Getriebes 4 auch ohne den Antrieb 2, die Antriebswel le 3 und das erste Gehäuseteil 27 erfolgen. As a result of the input shaft 5 being mounted in the second housing part 28, a functional test of the transmission 4 can also be carried out without the drive 2, the drive shaft 3 and the first housing part 27.
Die Antriebswelle 3 ist in dem ersten Gehäuseteil 27 über nur ein Wälzlager 29 drehbar gelagert. Die Antriebswelle 3 ist mit der Eingangswelle 5 so verbunden, dass über die gegenüber dem Gehäuse 19 lagefixierte Eingangswelle 5 auch die Antriebswelle 3 hinsichtlich der axialen Richtung 8 lagefixiert ist. Insbesondere erfolgt eine Lagefixierung gegenüber der radialen Richtung 17 bzw. eine koaxiale Anordnung der Eingangswelle 5 und der Antriebswelle 3 zumindest über die Ver bindung der beiden Wellen 3, 5, also insbesondere über die Presspassung 12. Die Lagefixierung gegenüber der axialen Richtung 8 erfolgt insbesondere über die Presspassung 12 oder die formschlüssige Verbindung 14, die in Fig. 2 und 3 dar gestellt ist. Die Antriebswelle 3 ist über ein Loslager an dem ersten Gehäuseteil 27 gelagert. The drive shaft 3 is rotatably supported in the first housing part 27 via only one roller bearing 29. The drive shaft 3 is connected to the input shaft 5 in such a way that via the input shaft 5, which is fixed in position with respect to the housing 19, the drive shaft 3 is also fixed in position with regard to the axial direction 8. In particular, there is a positional fixation relative to the radial direction 17 or a coaxial arrangement of the input shaft 5 and the drive shaft 3 at least via the connection of the two shafts 3, 5, i.e. in particular via the press fit 12. The positional fixation in relation to the axial direction 8 takes place in particular via the interference fit 12 or the form-fitting connection 14, which is provided in Figs. 2 and 3 is. The drive shaft 3 is mounted on the first housing part 27 via a floating bearing.
Der erste Gehäuseteil 27 und der zweite Gehäuseteil 28 sind über eine zwischen der Eingangs welle 5 und dem zweiten Gehäuseteil 28 angeordnete erste Dichtung 30 (hier ein Wellendichtring) fluidtechnisch voneinander getrennt. Damit kann das zweite Gehäuseteil 28 mit dem darin angeordneten Getriebe 4 und zugehöri ger Schmierung und der Eingangswelle 5 fluiddicht gegenüber dem ersten Gehäu seteil 27 abgedichtet werden. Weiterhin kann der zweite Gehäuseteil 28 so voll funktionsfähig hergestellt und geprüft werden, ohne dass die Montage mit dem Antrieb 2 und dem ersten Gehäuseteil 27 erfolgen muss. Die Eingangswelle 5 erstreckt sich entlang der axialen Richtung 8 zwischen ei nem ersten Eingangswellenende 22 und einem zweiten Eingangswellenende 23, wobei das erste Eingangswellenende 22 innerhalb der Antriebswelle 3 angeordnet ist und dabei die Presspassung 12 und die formschlüssige Verzahnung 7 ausbildet. The first housing part 27 and the second housing part 28 are fluidly separated from one another via a first seal 30 (here a shaft sealing ring) arranged between the input shaft 5 and the second housing part 28. Thus, the second housing part 28 with the gear 4 arranged therein and associated lubrication and the input shaft 5 can be sealed in a fluid-tight manner with respect to the first housing part 27. Furthermore, the second housing part 28 can thus be produced and tested in a fully functional manner without the need for assembly with the drive 2 and the first housing part 27. The input shaft 5 extends along the axial direction 8 between a first input shaft end 22 and a second input shaft end 23, the first input shaft end 22 being arranged within the drive shaft 3 and forming the press fit 12 and the form-fitting toothing 7.
Zur Montage der Antriebsanordnung 1 wird der zweite Gehäuseteil 28 mit Getrie be 4 und Eingangswelle 5 bereitgestellt. Der erste Gehäuseteil 27 mit dem Antrieb 2 und der Antriebswelle 3 wird bereitgestellt und entlang der axialen Richtung 8 auf den zweiten Gehäuseteil 28 aufgeschoben, wobei die Eingangswelle 5 über die Außenumfangsfläche 11 die Antriebswelle 3 über die Innenumfangsfläche 10 zentriert. Das erste Eingangswellenende 22 wird dabei in die Antriebswelle 3 ein geschoben. Über ein Montagewerkzeug 36, das über ein erstes Antriebswellenen de 24 in die Antriebswelle 3 einschiebbar ist, können die Wellen zueinander ent lang der axialen Richtung 8 verschoben werden. Das Montagewerkzeug 36 wirkt über eine Gewindeverbindung mit dem ersten Eingangswellenende 22 zusammen und stützt sich an dem ersten Antriebswellenende 24 ab. Infolge der Verdrehung des Montagewerkzeug 36 kann über die Gewindeverbindung mit der Eingangs welle 5 die Antriebswelle 3 auf die Eingangswelle 5 aufgeschoben und damit die Presspassung 12 ausgebildet werden. Dabei kann die Antriebswelle 3 gegen einen Anschlag der Eingangswelle 5 geschoben werden, wobei z. B. über Federelemen te zwischen Antriebswelle 3 und Anschlag der Eingangswelle 5 eine Vorspannung einstellbar ist. Weiter kann z. B. über an dem Anschlag angeordnete Unterleg scheiben ein Verschiebeweg der Antriebswelle 3 entlang der Eingangswelle 5 während der Montage verkürzt bzw. eingestellt werden. Das Montagewerkzeug 36 kann nach der Anordnung und Verbindung der Gehäuseteile 27, 28 zu dem Gehäuse 19 entfernt werden. To assemble the drive assembly 1, the second housing part 28 with gearbox 4 and input shaft 5 is provided. The first housing part 27 with the drive 2 and the drive shaft 3 is provided and pushed onto the second housing part 28 along the axial direction 8, the input shaft 5 centering the drive shaft 3 via the inner peripheral surface 10 via the outer peripheral surface 11. The first input shaft end 22 is pushed into the drive shaft 3. Via an assembly tool 36, which can be pushed into the drive shaft 3 via a first drive shafts de 24, the shafts can be shifted along the axial direction 8 to one another. The assembly tool 36 interacts with the first input shaft end 22 via a threaded connection and is supported on the first drive shaft end 24. As a result of the rotation of the assembly tool 36, the drive shaft 3 can be pushed onto the input shaft 5 via the threaded connection with the input shaft 5 and thus the press fit 12 can be formed. The drive shaft 3 can be pushed against a stop on the input shaft 5, with z. B. via Federelemen te between the drive shaft 3 and the stop of the input shaft 5, a bias is adjustable. Further z. B. disks arranged on the stop washer a displacement path of the drive shaft 3 along the input shaft 5 can be shortened or adjusted during assembly. The assembly tool 36 can be removed after the housing parts 27, 28 have been arranged and connected to form the housing 19.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsvariante der Antriebsanordnung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Auf die Ausführungen zu Fig. 1 wird Bezug genommen. Im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante ist hier zusätzlich zu der Presspas sung 12 und der gegenüber der Umfangsrichtung 6 formschlüssigen Verzahnung 6 eine gegenüber der axialen Richtung formschlüssige Verbindung 14 zwischen dem Verbindungselement 13 und dem ersten Eingangswellenende 22 vorgesehen. Die formschlüssige Verbindung 14 wird über ein Gewinde 15 des Verbindungs elements 13 und ein Gegengewinde 16 der Eingangswelle 5 gebildet. Fig. 2 shows a second embodiment variant of the drive arrangement 1 in a side view in section. Reference is made to the statements relating to FIG. 1. In contrast to the first variant, in addition to the press fit 12 and the toothing 6 which is positive with respect to the circumferential direction 6, a positive connection 14 with respect to the axial direction is provided between the connecting element 13 and the first input shaft end 22. The positive connection 14 is formed via a thread 15 of the connecting element 13 and a mating thread 16 of the input shaft 5.
Die Antriebswelle 3 erstreckt sich ausgehend von einem ersten Antriebswellenen de 24 und entlang der axialen Richtung 8 hin zur Eingangswelle 5 bis zu einem zweiten Antriebswellenende 25, wobei das Verbindungselement 13 über das erste Antriebswellenende 24 in der Antriebswelle 3 zur Bildung der formschlüssigen Verbindung 14 anordenbar ist. Die Anordnung des Verbindungselements 13 über das erste Antriebswellenende 24 ermöglicht, dass die Wellen 3, 5 zum Zusam menbau von Getriebe 4 und Antrieb 2 ineinander schiebbar und nach der so durchgeführten Montage über das Verbindungselement 13 in der Lage zueinander fixierbar sind. The drive shaft 3 extends from a first drive shaft de 24 and along the axial direction 8 towards the input shaft 5 to a second drive shaft end 25, the connecting element 13 being able to be arranged via the first drive shaft end 24 in the drive shaft 3 to form the form-fitting connection 14 . The arrangement of the connecting element 13 over the first drive shaft end 24 enables the shafts 3, 5 to be slid into one another to assemble the gear 4 and drive 2 and, after the assembly carried out in this way, to be able to be fixed in relation to one another via the connecting element 13.
Das Verbindungselement 13 stützt sich an der Antriebswelle 3 gegenüber der axi alen Richtung 8 an einem zweiten Anschlag 26 ab, wobei der zweite Anschlag 26 innerhalb der Antriebswelle 3 (hier an einem Absatz an der Innenumfangsfläche 10 der Antriebswelle 3) angeordnet ist. The connecting element 13 is supported on the drive shaft 3 opposite the axial direction 8 on a second stop 26, the second stop 26 being arranged within the drive shaft 3 (here on a shoulder on the inner peripheral surface 10 of the drive shaft 3).
Die Eingangswelle 5 stützt sich über einen ersten Anschlag 18 an einem Gehäuse 19 (dem zweiten Gehäuseteil 28) der Antriebsanordnung 1 gegenüber einer axia len Richtung 8 ab (hier über den Lagerinnenring des Wälzlagers 29), wobei ein kleinster Abstand 20 (entlang der axialen Richtung 8) zwischen The input shaft 5 is supported via a first stop 18 on a housing 19 (the second housing part 28) of the drive arrangement 1 in an axial direction 8 (here via the bearing inner ring of the roller bearing 29), with a smallest distance 20 (along the axial direction 8) between
• der formschlüssigen Verbindung 14 zwischen dem Verbindungselement 13 und der Eingangswelle 5 und • the positive connection 14 between the connecting element 13 and the input shaft 5 and
• dem ersten Anschlag 18 ca. 50 % einer größten Länge 21 der die formschlüssige Verbindung 14 bildenden Eingangswelle 5 (zwischen dem ersten Eingangswellenende 22 und dem zweiten Eingangswellenende 23) beträgt. • the first stop 18 approximately 50% of a greatest length 21 of the input shaft 5 forming the form-fitting connection 14 (between the first input shaft end 22 and the second input shaft end 23).
Durch den Abstand 20 zwischen dem ersten Anschlag 18 und der formschlüssigen Verbindung 14 kann eine Elastizität der Eingangswelle 5 für den Betrieb bzw. die Montage der Antriebsanordnung 1 genutzt werden. Insbesondere kann so eine Vorspannung der Wellen 3, 5 eingestellt werden, wobei die einstellbare Vorspan nung mit größer werdendem Abstand 20 und damit größer werdender verfügbarer Elastizität der Eingangswelle 5 größer wird. Due to the distance 20 between the first stop 18 and the form-fitting connection 14, the elasticity of the input shaft 5 can be used for the operation or assembly of the drive arrangement 1. In particular, a preload of the shafts 3, 5 can be set in this way, the adjustable preload increasing as the distance 20 increases and the available elasticity of the input shaft 5 increases.
Das Verbindungselement 13 ist über das erste Antriebswellenende 24 in der An triebswelle 3 zur Bildung der formschlüssigen Verbindung 14 anordenbar. Die Anordnung des Verbindungselements 13 über das erste Antriebswellenende 24 ermöglicht, dass die Wellen 3, 5 zum Zusammenbau von Getriebe 4 und Antrieb 2 in einander schiebbar und nach der so durchgeführten Montage über das Verbin dungselement 13 in der Lage zueinander fixierbar sind. The connecting element 13 can be arranged via the first drive shaft end 24 in the drive shaft 3 to form the positive connection 14. The arrangement of the connecting element 13 over the first drive shaft end 24 enables the shafts 3, 5 to be slid into one another for assembling the gear 4 and drive 2 and, after the assembly carried out in this way, to be fixed in relation to one another via the connecting element 13.
Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsvariante der Antriebsanordnung 1 in einer Sei tenansicht im Schnitt. Auf die Ausführungen zu Fig. 1 und 2 wird Bezug genom men. Fig. 3 shows a third variant embodiment of the drive assembly 1 in a Be tenansicht in section. Reference is made to the explanations relating to FIGS. 1 and 2.
Im Unterschied zur zweiten Ausführungsvariante stützt sich das Verbindungsele ment 13 an der Antriebswelle 3 gegenüber der axialen Richtung 8 an einem zwei ten Anschlag 26 ab, wobei der zweite Anschlag 26 außerhalb der Antriebswelle 3 an dem ersten Antriebswellenende 24 angeordnet ist. Damit kann bei einer Ver spannung von Antriebswelle 3 und Eingangswelle 5 die Elastizität der Eingangs welle 5 (des Abstands 20) und des Verbindungselements 13 ausgenutzt werden. Weiter sind hier der erste Gehäuseteil 27 und der zweite Gehäuseteil 28 über eine zwischen der Eingangswelle 3 und der Antriebswelle 5 angeordnete zweite Dich tung 31 (hier ein O-Ring) fluidtechnisch voneinander getrennt. Zusätzlich ist eine dritte Dichtung 35 zwischen dem Verbindungselement 13 und der Antriebswelle 3 angeordnet. In contrast to the second embodiment variant, the connecting element 13 is supported on the drive shaft 3 opposite the axial direction 8 on a second stop 26, the second stop 26 being arranged outside the drive shaft 3 on the first drive shaft end 24. Thus, when the drive shaft 3 and input shaft 5 are tensioned, the elasticity of the input shaft 5 (of the spacing 20) and the connecting element 13 can be used. Next, the first housing part 27 and the second housing part 28 are fluidly separated from each other via a second device 31 arranged between the input shaft 3 and the drive shaft 5 (here an O-ring). In addition, a third seal 35 is arranged between the connecting element 13 and the drive shaft 3.
Fig. 4 zeigt eine vierte Ausführungsvariante der Antriebsanordnung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Fig. 5 zeigt eine fünfte Ausführungsvariante der An triebsanordnung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Fig. 4 und 5 werden im Fol genden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu Fig. 3 wird Bezug ge nommen. Fig. 4 shows a fourth embodiment of the drive arrangement 1 in a side view in section. Fig. 5 shows a fifth embodiment of the drive assembly 1 in a side view in section. Fig. 4 and 5 are described together in the fol lowing. Reference is made to the explanations relating to FIG. 3.
Im Unterschied zu Fig. 3 sind hier die Komponenten Antrieb 2 und Getriebe 4 vertauscht angeordnet, d. h. die Antriebswelle 3 erstreckt sich entlang der axialen Richtung 8 zwischen einem ersten Antriebswellenende 24 und einem zweiten An triebswellenende 25, wobei das zweite Antriebswellenende 25 innerhalb der Ein gangswelle 5 angeordnet ist und dabei die Presspassung 12 und die formschlüssi ge Verzahnung 7 ausbildet. Weiter ist neben der Presspassung 12 und der gegen über der Umfangsrichtung 6 formschlüssigen Verzahnung 7 eine gegenüber der axialen Richtung 8 formschlüssige Verbindung 14 zwischen dem Verbindungs element 13 und dem zweiten Antriebswellenende 25 vorgesehen. Die formschlüs sige Verbindung 14 wird über ein Gewinde 15 des Verbindungselements 13 und ein Gegengewinde 16 der Antriebswelle 3 gebildet. Das Verbindungselement 13 erstreckt sich über ein zweites Eingangswellenende 23 in die Eingangswelle 5 hinein und ist über die formschlüssige Verbindung 14 mit dem zweiten An triebswellenende 25 verbunden. In contrast to FIG. 3, the components drive 2 and gear 4 are arranged reversed here, i. H. The drive shaft 3 extends along the axial direction 8 between a first drive shaft end 24 and a second drive shaft end 25, the second drive shaft end 25 being arranged within the input shaft 5 and forming the press fit 12 and the form-locking gearing 7. Furthermore, in addition to the press fit 12 and the toothing 7, which is positive relative to the circumferential direction 6, a positive connection 14 relative to the axial direction 8 is provided between the connecting element 13 and the second drive shaft end 25. The form-locking connection 14 is formed via a thread 15 of the connecting element 13 and a mating thread 16 of the drive shaft 3. The connecting element 13 extends over a second input shaft end 23 into the input shaft 5 and is connected to the second drive shaft end 25 via the form-fitting connection 14.
Weiter stützt sich das Verbindungselement 13 an der Eingangswelle 5 gegenüber der axialen Richtung 8 an einem zweiten Anschlag 26 ab, wobei der zweite An- schlag 26 außerhalb der Eingangswelle 5 an dem zweiten Eingangswellenende 23 angeordnet ist. Furthermore, the connecting element 13 is supported on the input shaft 5 opposite the axial direction 8 on a second stop 26, the second connection impact 26 is arranged outside the input shaft 5 on the second input shaft end 23.
Bei der vierten Ausführungsvariante gemäß Fig. 4 stützt sich die Antriebswelle 3 über einen ersten Anschlag 18 (und über ein Wälzlager 29, die Eingangswelle 5 und ein weiteres Wälzlager 29) an einem Gehäuse 19 (hier dem zweiten Gehäuse teil 28) der Antriebsanordnung 1 gegenüber der axialen Richtung 8 ab. In the fourth embodiment according to FIG. 4, the drive shaft 3 is supported via a first stop 18 (and via a roller bearing 29, the input shaft 5 and another roller bearing 29) on a housing 19 (here the second housing part 28) of the drive arrangement 1 opposite the axial direction 8 from.
Bei der fünften Ausführungsvariante gemäß Fig. 5 stützt sich die Antriebswelle 3 über einen ersten Anschlag 18 (über die Eingangswelle 5 und ein Wälzlager 29) an einem Gehäuse 19 (hier dem zweiten Gehäuseteil 28) der Antriebsanordnung 1 gegenüber der axialen Richtung 8 ab. In the fifth embodiment variant according to FIG. 5, the drive shaft 3 is supported via a first stop 18 (via the input shaft 5 and a roller bearing 29) on a housing 19 (here the second housing part 28) of the drive arrangement 1 opposite the axial direction 8.
Bei der vierten Ausführungsvariante gemäß Fig. 4 erstreckt sich das Verbin- dungselement 13 in der radialen Richtung 17 auch über das zweite Eingangswel lenende 23 hinaus und bildet einen Anschlag für den Innenring des Wälzlagers 29. In the fourth embodiment variant according to FIG. 4, the connecting element 13 extends in the radial direction 17 also beyond the second input shaft end 23 and forms a stop for the inner ring of the roller bearing 29.
Fig. 6 zeigt ein Kraftfahrzeug 32 zumindest aufweisend zwei Achsen 33 mit Rä dern sowie einen Antriebsstrang 34 zum Antrieb von einer Achse 33, wobei der Antriebsstrang 34 die Antriebsanordnung 1 aufweist. 6 shows a motor vehicle 32 having at least two axles 33 with wheels and a drive train 34 for driving an axle 33, the drive train 34 having the drive arrangement 1.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
I Antriebsanordnung I drive arrangement
2 Antrieb 2 drive
3 Antriebswelle 3 drive shaft
4 Getriebe 4 gears
5 Eingangswelle 5 input shaft
6 Umfangsrichtung 6 circumferential direction
7 Verzahnung 7 teeth
8 axiale Richtung 8 axial direction
9 Drehachse 9 axis of rotation
10 Innenumfangsfläche 10 inner peripheral surface
I I Außenumfangsfläche I I outer peripheral surface
12 Presspassung 12 interference fit
13 Verbindungselement 13 connecting element
14 Verbindung 14 connection
15 Gewinde 15 threads
16 Gegengewinde 16 mating threads
17 radiale Richtung 17 radial direction
18 erster Anschlag 18 first stop
19 Gehäuse 19 housing
20 kleinster Abstand 20 smallest distance
21 größte Länge 21 greatest length
22 erstes Eingangswellenende 22 first input shaft end
23 zweites Eingangswellenende 23 second input shaft end
24 erstes Antriebswellenende 24 first drive shaft end
25 zweites Antriebswellenende 25 second drive shaft end
26 zweiter Anschlag 26 second stop
27 erstes Gehäuseteil 28 zweites Gehäuseteil27 first housing part 28 second housing part
29 Wälzlager 29 Rolling Bearings
30 erste Dichtung 30 first seal
31 zweite Dichtung 32 Kraftfahrzeug31 second seal 32 motor vehicle
33 Achse 33 axis
34 Antriebsstrang 34 Powertrain
35 dritte Dichtung35 third seal
36 Montagewerkzeug 36 Assembly tools

Claims

Patentansprüche Claims
1. Antriebsanordnung (1), zumindest umfassend einen elektrischen Antrieb (2) mit einer Antriebswelle (3) sowie ein Getriebe (4) mit zumindest einer Ein- gangswelle (5), wobei eine Antriebsleistung des elektrischen Antriebs 1. Drive arrangement (1), at least comprising an electric drive (2) with a drive shaft (3) and a transmission (4) with at least one input shaft (5), with a drive power of the electric drive
(2) über die Antriebswelle (2) via the drive shaft
(3) auf die Eingangswelle (5) und von der Ein gangswelle (5) in das Getriebe (3) on the input shaft (5) and from the input shaft (5) into the gearbox
(4) übertragbar ist, wobei die Antriebswelle (3) und die Eingangswelle (4) is transferable, the drive shaft (3) and the input shaft
(5) koaxial zueinander angeordnet und über eine zumindest in einer Umfangsrichtung (5) arranged coaxially to one another and over at least one circumferential direction
(6) formschlüssige Verzahnung (6) interlocking teeth
(7) miteinander verbunden sind, wobei die Antriebswelle (3) und die Ein gangswelle (5) zumindest gegenüber einer axialen Richtung (7) are connected to one another, the drive shaft (3) and the input shaft (5) being at least opposite to one axial direction
(8) zumindest a) über eine, zwischen jeweils einer zu einer Drehachse (8) at least a) via one, between each one to an axis of rotation
(9) parallelen Innenumfangsfläche (9) parallel inner peripheral surface
(10) und Außenumfangsfläche (10) and outer peripheral surface
(11) gebildeten Presspassung (11) press fit formed
(12) zumindest kraftschlüssig verbunden sind, oder b) über ein Verbindungselement (12) are at least positively connected, or b) via a connecting element
(13) eine formschlüssige Verbindung(13) a positive connection
(14) miteinander ausbilden. (14) train together.
2. Antriebsanordnung (1) nach Patentanspruch 1, wobei das Verbindungsele ment (13) eine Schraube ist und ein Gewinde (15) aufweist, das mit einem Gegengewinde (16) an einer von Antriebswelle (3) und Eingangswelle (5) zur Ausbildung der formschlüssigen Verbindung (14) zusammenwirkt. 2. Drive arrangement (1) according to claim 1, wherein the connecting element (13) is a screw and has a thread (15) with a mating thread (16) on one of the drive shaft (3) and input shaft (5) to form the positive connection (14) cooperates.
3. Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die formschlüssige Verbindung (14) zwischen dem Verbindungsele- ment (13) und einer von Antriebswelle (3) und Eingangswelle (5) in einer radialen Richtung (17) innerhalb der anderen von Eingangswelle (5) und Antriebswelle (3) angeordnet ist. 3. Drive arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the positive connection (14) between the connecting element (13) and one of the drive shaft (3) and input shaft (5) in a radial direction (17) within the other of Input shaft (5) and drive shaft (3) is arranged.
4. Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei sich die Antriebswelle (3) oder die Eingangswelle (5) über einen ers- ten Anschlag (18) an einem Gehäuse (19) der Antriebsanordnung (1) ge genüber der axialen Richtung (8) abstützt, wobei ein kleinster Abstand (20) zwischen 4. Drive arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the drive shaft (3) or the input shaft (5) via a first th stop (18) on a housing (19) of the drive assembly (1) ge compared to the axial direction (8) is supported, with a smallest distance (20) between
• der formschlüssigen Verbindung (14) zwischen dem Verbindungsele ment (13) und einer von Antriebswelle (3) und Eingangswelle (5), und • the positive connection (14) between the connecting element (13) and one of the drive shaft (3) and input shaft (5), and
• dem ersten Anschlag (18) • the first stop (18)
mindestens 20 % einer größten Länge (21) der die formschlüssige Verbin dung (14) bildenden Welle (3, 5) beträgt. at least 20% of a greatest length (21) of the form-fitting connec tion (14) forming the shaft (3, 5).
Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei sich die Eingangswelle (3) entlang der axialen Richtung (8) zwischen einem ersten Eingangswellenende (22) und einem zweiten Eingangswellen ende (23) erstreckt, wobei sich die Antriebswelle (5) entlang der axialen Richtung (8) zwischen einem ersten Antriebswellenende (24) und einem zweiten Antriebswellenende (25) erstreckt; wobei das erste Eingangswel lenende (22) innerhalb der Antriebswelle (3) oder das zweite Antriebswel lenende (25) innerhalb der Eingangswelle (3) angeordnet ist und dabei die Presspassung (12) oder mit dem Verbindungselement (13) die formschlüssi ge Verbindung (14) ausbildet. Drive arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the input shaft (3) extends along the axial direction (8) between a first input shaft end (22) and a second input shaft end (23), the drive shaft (5) extending along the axial direction (8) between a first drive shaft end (24) and a second drive shaft end (25); wherein the first input shaft end (22) within the drive shaft (3) or the second drive shaft end (25) is arranged within the input shaft (3) and the press fit (12) or with the connecting element (13) the form-fitting connection (14 ) trains.
Antriebsanordnung (1) nach Patentanspruch 5, wobei das Verbindungsele ment (13) über das erste Antriebswellenende (24) in der Antriebswelle (3) oder über das zweite Eingangswellenende (23) in der Eingangswelle (5) zur Bildung der formschlüssigen Verbindung (14) anordenbar ist. Drive arrangement (1) according to claim 5, wherein the connecting element (13) via the first drive shaft end (24) in the drive shaft (3) or via the second input shaft end (23) in the input shaft (5) to form the form-fitting connection (14) can be arranged.
Antriebsanordnung (1) nach Patentanspruch 6, wobei sich das Verbindungs element (13) an der Antriebswelle (3) oder an der Eingangswelle (5) gegen über der axialen Richtung (8) an einem zweiten Anschlag (26) abstützt, wo bei der zweite Anschlag (26) außerhalb der jeweiligen Welle (3, 5) an dem ersten Antriebswellenende (24) oder dem zweiten Eingangswellenende (22) oder innerhalb der jeweiligen Welle (3, 5) angeordnet ist. Drive arrangement (1) according to claim 6, wherein the connecting element (13) on the drive shaft (3) or on the input shaft (5) is supported against the axial direction (8) on a second stop (26), where the second Stop (26) outside the respective shaft (3, 5) on the first drive shaft end (24) or the second input shaft end (22) or within the respective shaft (3, 5).
8. Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 5 bis 7, zumindest zusätzlich aufweisend ein mehrteiliges Gehäuse (19) mit einem ersten Gehäuseteil (27) und einem zweiten Gehäuseteil (28), wobei der elektrische Antrieb (2) mit der Antriebswelle (3) in dem ersten Gehäuse teil (27) und das Getriebe (4) mit der Eingangswelle (5) in dem zweiten Ge häuseteil (28) angeordnet sind, wobei zur Verbindung der Gehäuseteile (27, 28) das erste Eingangswellenende (22) in die Antriebswelle (3) oder das zweite Antriebswellenende (25) in die Eingangswelle (5) einschiebbar ist. 8. Drive arrangement (1) according to one of the preceding claims 5 to 7, at least additionally having a multi-part housing (19) with a first housing part (27) and a second housing part (28), wherein the electric drive (2) with the drive shaft ( 3) in the first housing part (27) and the gear (4) with the input shaft (5) in the second housing part (28) are arranged, the first input shaft end (22) in to connect the housing parts (27, 28) the drive shaft (3) or the second drive shaft end (25) can be pushed into the input shaft (5).
9. Antriebsanordnung (1) nach Patentanspruch 8, wobei die Eingangswelle (5) in dem zweiten Gehäuseteil (28) oder die Antriebswelle (3) in dem ersten Gehäuseteil (27) über zwei voneinander entlang der axialen Richtung (8) beabstandet angeordnete Wälzlager (29) drehbar gelagert ist. 9. Drive arrangement (1) according to claim 8, wherein the input shaft (5) in the second housing part (28) or the drive shaft (3) in the first housing part (27) via two roller bearings (8) spaced apart from one another along the axial direction (8). 29) is rotatably mounted.
10. Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 8 und 9, wobei die Antriebswelle (3) in dem ersten Gehäuseteil (27) oder die Eingangswelle (5) in dem zweiten Gehäuseteil (28) über nur ein Wälzlager (29) drehbar gelagert ist. 10. Drive arrangement (1) according to one of the preceding claims 8 and 9, wherein the drive shaft (3) rotatably mounted in the first housing part (27) or the input shaft (5) in the second housing part (28) via only one roller bearing (29) is.
11. Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 8 bis 10, wobei der erste Gehäuseteil (27) und der zweite Gehäuseteil (28) über zumindest eine zwischen der Eingangswelle (5) und dem zweiten Ge häuseteil (28) angeordnete erste Dichtung (30) fluidtechnisch voneinander getrennt sind. 11. Drive arrangement (1) according to one of the preceding claims 8 to 10, wherein the first housing part (27) and the second housing part (28) via at least one between the input shaft (5) and the second housing part (28) arranged first seal ( 30) are fluidly separated from each other.
12. Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 8 bis 11, wobei der erste Gehäuseteil (27) und der zweite Gehäuseteil (28) über zumindest eine zwischen der Eingangswelle (5) und der Antriebswelle (3) angeordnete zweite Dichtung (31) fluidtechnisch voneinander getrennt sind. 13. Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Antriebswelle (3) aus einem ungehärtetem Material besteht oder nur an einer Innenumfangsfläche (10) zumindest teilweise gehärtet ist und die Eingangswelle (5) vollständig gehärtet ist. 14. Kraftfahrzeug (32), zumindest aufweisend eine Achse (33) sowie einen An triebsstrang (34) zum Antrieb von mindestens der Achse (33), wobei der Antriebsstrang (34) zumindest eine Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche aufweist. 12. Drive arrangement (1) according to one of the preceding claims 8 to 11, wherein the first housing part (27) and the second housing part (28) are fluidically separated from one another by at least one second seal (31) arranged between the input shaft (5) and the drive shaft (3). 13. Drive arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the drive shaft (3) consists of an uncured material or is only partially hardened on an inner circumferential surface (10) and the input shaft (5) is completely hardened. 14. Motor vehicle (32), at least having an axle (33) and a drive train (34) for driving at least the axle (33), the drive train (34) having at least one drive arrangement (1) according to one of the preceding claims.
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