EP4103418A1 - Elektrischer antrieb für ein fahrzeug - Google Patents

Elektrischer antrieb für ein fahrzeug

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EP4103418A1
EP4103418A1 EP21705463.4A EP21705463A EP4103418A1 EP 4103418 A1 EP4103418 A1 EP 4103418A1 EP 21705463 A EP21705463 A EP 21705463A EP 4103418 A1 EP4103418 A1 EP 4103418A1
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EP
European Patent Office
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freewheel
shaft
intermediate shaft
gear
drive
Prior art date
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Pending
Application number
EP21705463.4A
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English (en)
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Inventor
Alexander Markow
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
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Definitions

  • the transmission lubricating oil already present in the housing is used to cool the electrical components provided in a housing.
  • a mechanically driven oil pump transfers the transmission oil from the oil sump of the housing to the components to be cooled.
  • two drive paths can be provided for driving the oil pump, each of which is assigned a freewheel, so that the rotation of the pump shaft in the same direction of rotation is made possible regardless of the direction of rotation of the drive shaft.
  • an electric drive for a vehicle with at least one electric machine in a housing with a rotor shaft as the drive shaft wherein the drive shaft or the rotor shaft can be coupled to an intermediate shaft via at least one spur gear, the intermediate shaft having an output differential for driving output shafts is coupled.
  • at least one mechanically driven oil pump is provided for the oil supply, with a pump shaft of the oil pump regardless of the direction of rotation of the intermediate shaft in the same direction of rotation via a first drive path with at least one first freewheel and via a second drive path at least one second freewheel and with at least one differential gear can be driven and wherein at least the first freewheel and the second freewheel and the differential gear are arranged radially inside the intermediate shaft designed as a hollow shaft to save space.
  • a particularly structurally simple and space-saving embodiment of the present invention provides that, in order to implement the first drive path, the first freewheel is connected on the one hand to the pump shaft and, on the other hand, to the intermediate shaft, and that in order to implement the second drive path, the intermediate shaft is connected to the pump shaft via the differential gear and the differential gear is connected on the housing side via the second freewheel.
  • the first torque transmission path or the first drive path comprises only the first freewheel, since the intermediate shaft is more or less directly coupled to the pump shaft via the first freewheel and thus enables a drive when the first freewheel is locked.
  • the planetary gear carrier is designed in the form of a sleeve or cup, the bearing bolts of the planetary gears being supported or fastened on one end face. Due to the sleeve-shaped or cup-shaped planetary gear carrier, this can be arranged coaxially to the second freewheel, the second free-wheel being received radially inside the sleeve-shaped or cup-shaped planetary gear carrier in a space-saving manner.
  • the intermediate shaft designed as a hollow shaft, preferably has a circumferential toothing as a ring gear toothing on its inner circumference.
  • the ring gear is quasi gebil det on the inner circumference of the intermediate shaft and is thus z. B. made in one piece with the intermediate shaft.
  • Optimal operation of the electric drive with sufficient oil supply is achieved in that the first direction of rotation of the intermediate shaft corresponds to the forward drive of the electric drive and the second direction of rotation of the intermediate shaft corresponds to the reverse drive.
  • the same cooling performance or the same is achieved in the drive according to the invention through the use of the planetary gear due to the translation of the planetary gear Pump performance as realized when driving forward.
  • Another aspect of the present invention is to claim a vehicle with the above-described electric drive. This results in the already described and other advantages.
  • a particularly advantageous embodiment is to provide the electric drive as an axle drive in the vehicle.
  • the first freewheel 9 and the second freewheel 10 and the differential gear 25 are arranged radially inside the intermediate shaft 3 designed as a hollow shaft in order to achieve a particularly space-saving arrangement.
  • the second drive path has the planetary gear and the second freewheel 10, a sun gear 17 of the planetary gear being connected directly or indirectly to the pump shaft 8 in a rotationally fixed manner.
  • a ring gear 18 of the planetary gear is formed by the inner surface of the inter mediate shaft 3 by a corresponding toothing is provided on the inner circumference of the inter mediate shaft.
  • the ring gear is rotatably connected to the intermediate shaft 3 a related party.
  • the ring gear 18 and the sun gear 17 are connected to each other via planet gears 19 for torque transmission or are in engagement with each other.
  • the planet gears 19 are supported by the planet gear carrier 20.

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Abstract

Es wird ein elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug mit zumindest einer elektrischen Maschine (EM) in einem Gehäuse (1) mit einer Rotorwelle als Antriebswelle (2) vorgeschlagen, die über zumindest ein Stirnradgetriebe mit einer Zwischenwelle (3) koppelbar ist, wobei die Zwischenwelle (3) mit einem Abtriebsdifferential (4) zum Antrieb von Abtriebswellen gekoppelt ist, wobei zumindest eine Ölpumpe (7) zur Ölversorgung vorgesehen ist, wobei eine Pumpenwelle (8) der Ölpumpe (7) unabhängig von der Drehrichtung der Zwischenwelle (3) in dieselbe Drehrichtung über einen ersten Antriebspfad mit zumindest einem ersten Freilauf (9) und über einen zweiten Antriebspfad mit zumindest einem zweiten Freilauf (10) und mit zumindest einem Ausgleichsgetriebe (25) antreibbar ist und wobei zumindest der erste Freilauf (9) und der zweite Freilauf (10) sowie das Ausgleichsgetriebe (25) radial innerhalb der als Hohlwelle ausgeführten Zwischenwelle (3) angeordnet ist. Ferner wird ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb vorgeschlagen.

Description

Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine in einem Gehäuse mit einer Rotorwelle als Antriebswelle, die über ein Stirnradgetriebe mit einer Zwischenwelle mit einem Abtriebsdifferential zum Antrieb von Ab triebswellen gekoppelt ist, wobei zumindest eine mechanisch angetriebene Ölpumpe zur Ölversorgung vorgesehen ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit dem elektrischen Antrieb.
Bei elektrischen Antrieben wird zur Kühlung der in einem Gehäuse vorgesehenen elektri schen Komponenten das bereits in dem Gehäuse vorhandene Getriebeschmieröl verwendet. Das Getriebeöl wird über eine mechanisch angetriebene Ölpumpe aus dem Ölsumpf des Gehäuses zu den zu kühlenden Bauteilen weitergeleitet. Um bei der mechanisch angetrie benen Ölpumpe die Pumpwirkung bzw. die Förderleistung unabhängig von der Drehrichtung der Antriebswelle aufrechtzuerhalten, ist es erforderlich bei unterschiedlicher Drehrichtung der Antriebswelle dieselbe Drehrichtung an einer Pumpenwelle der Ölpumpe zum kontinuier lichen Antrieb sicherzustellen. Hierzu können zwei Antriebspfade zum Antrieb der Ölpumpe vorgesehen werden, denen jeweils ein Freilauf zugeordnet ist, sodass unabhängig von der Drehrichtung der Antriebswelle die Drehung der Pumpenwelle in dieselbe Drehrichtung er möglicht wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Antrieb mit unab hängig von der Drehrichtung sichergestellter Ölversorgung kostengünstig und bauraumspa rend vorzusehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bezie hungsweise 13 gelöst, wobei sich vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.
Somit wird ein elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug mit zumindest einer elektrischen Ma schine in einem Gehäuse mit einer Rotorwelle als Antriebswelle vorgeschlagen, wobei die Antriebswelle beziehungsweise die Rotorwelle über zumindest ein Stirnradgetriebe mit einer Zwischenwelle koppelbar ist, wobei die Zwischenwelle mit einem Abtriebsdifferential zum Antrieb von Abtriebswellen gekoppelt ist. Ferner ist zumindest eine mechanisch angetriebe ne Ölpumpe zur Ölversorgung vorgesehen, wobei eine Pumpenwelle der Ölpumpe unab hängig von der Drehrichtung der Zwischenwelle in dieselbe Drehrichtung über einen ersten Antriebspfad mit zumindest einem ersten Freilauf und über einen zweiten Antriebspfad mit zumindest einem zweiten Freilauf und mit zumindest einem Ausgleichsgetriebe antreibbar ist und wobei zumindest der erste Freilauf und der zweite Freilauf sowie das Ausgleichsgetriebe radial innerhalb der als Hohlwelle ausgeführten Zwischenwelle bauraumsparend angeordnet ist.
Durch die integrierte Anordnung der Bauteile innerhalb der Zwischenwelle wird einerseits eine besonders bauraumsparende Anordnung realisiert und andererseits durch die beiden Antriebspfade quasi eine Gleichrichtung bzw. ein Gleichrichtergetriebe realisiert, um unab hängig von der Drehrichtung der Zwischenwelle Öl aus dem Ölsumpf des Gehäuses zu den zu kühlenden Komponenten des elektrischen Antriebes zu fördern. Es ist möglich, dass ne ben den vorgenannten Bauteilen weitere im Gehäuse angeordnete Komponenten radial in nerhalb der Zwischenwelle angeordnet werden, um weiteren Bauraum einzusparen.
Als Ausgleichsgetriebe wird bevorzugt ein Planetengetriebe vorgesehen, welches eine be sonders bauraumsparende Anordnung ermöglicht. Es sind jedoch auch andere Ausgleichs getriebe einsetzbar, sofern die Komponenten radial innerhalb der Hohlwelle anordbar sind. Als Freiläufe werden bevorzugt gelagerte mechanische Klemmrollen- oder Klemmkörper- Freiläufe verwendet, die in einer Drehrichtung einen gesperrten Zustand zur Drehmomen tübertragung und in der anderen Drehrichtung einen Freilaufzustand ohne Drehmomentüber tragung realisieren.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebswelle und die Zwi schenwelle sowie die Abtriebswellen des Abtriebsdifferentials jeweils zueinander achsparal- lel im Raum des Gehäuses angeordnet sind. Hierdurch wird eine besonders axial bauraum- einsparende Anordnung ermöglicht.
Eine besonders konstruktiv einfache und bauraumsparende Ausführung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass zum Realisieren des ersten Antriebspfades der erste Freilauf einer seits an der Pumpenwelle und andererseits an der Zwischenwelle angebunden ist und dass zum Realisieren des zweiten Antriebspfades die Zwischenwelle über das Ausgleichsgetriebe an der Pumpenwelle angebunden ist und das Ausgleichsgetriebe über den zweiten Freilauf gehäuseseitig angebunden ist. Somit umfasst der erste Drehmomentübertragungsweg be ziehungsweise der erste Antriebspfad lediglich den ersten Freilauf, da die Zwischenwelle über den ersten Freilauf mit der Pumpenwelle quasi direkt gekoppelt ist und somit einen An trieb bei gesperrtem Zustand des ersten Freilaufes ermöglicht. Der zweite Drehmomentüber tragungsweg beziehungsweise der zweite Antriebspfad wird durch den zweiten Freilauf in Verbindung mit dem Ausgleichsgetriebe beziehungsweise Planetenradsatz realisiert, indem die Zwischenwelle über zwei der Elemente des Planetengetriebes mit der Pumpenwelle ge koppelt ist und wobei ein drittes Element des Planetengetriebes über den zweiten Freilauf mit dem Gehäuse verbindbar ist, wenn sich der zweite Freilauf in seinem gesperrten Zustand befindet und eine Drehmomentabstützung am Gehäuse ermöglicht.
Um den Antrieb der Ölpumpe sowohl in der ersten Drehrichtung als auch in der zweiten Drehrichtung der Zwischenwelle sicherzustellen, ist vorgesehen, dass der erste Freilauf und der zweite Freilauf zueinander gegenläufig ausgeführt sind. Dies bedeutet, dass sich der eine Freilauf im Freilaufzustand befindet, während sich der andere Freilauf in der Sperrstei lung bzw. im gesperrten Zustand oder umgekehrt befindet.
Bei dem vorgeschlagenen elektrischen Antrieb ist zur konstruktiven Gestaltung des ersten Antriebspfades ferner vorgesehen, dass ein Innenring des ersten Freilaufes drehfest mit der Pumpenwelle verbunden ist, während ein Außenring des ersten Freilaufes drehfest mit der Zwischenwelle verbunden ist, sodass eine Drehmomentübertragung in der ersten Drehrich tung der Zwischenwelle im gesperrten Zustand des ersten Freilaufes über den ersten An triebspfad von der durch die Antriebswelle angetriebenen Zwischenwelle über den Außenring und den Innenring des ersten Freilaufes auf die Pumpenwelle vorgesehen ist.
Um eine vereinfachte Montage der Ölpumpe bei dem vorgeschlagenen elektrischen Antrieb zu realisieren, ist vorgesehen, dass der Innenring des ersten Freilaufes über eine Steckver zahnung oder dergleichen mit der Pumpenwelle verbunden ist und damit zweiteilig ausge führt ist. Zudem kann der Innenring eine Verzahnung als Sonnenrad des Planetengetriebes aufweisen. Auf diese Weise wird durch den Innenring sowohl die drehfeste Verbindung zur Pumpenwelle zur vereinfachten Montage lösbar durch die Steckverzahnung ausgeführt und zum anderen wird der Innenring mit dem Sonnenrad einteilig ausgeführt, welches neben den Montagevorteilen auch eine Kosteneinsparung erzielt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der zweite Antriebspfad konstruktiv einfach dadurch ausgeführt wird, dass ein Innenring des zweiten Freilaufes dreh fest mit einem gehäusefesten Zapfen oder dergleichen Bauteil verbunden ist, wobei ein Au ßenring des zweiten Freilaufes mit einem Planetenradträger des als Planetengetriebe aus gebildeten Ausgleichsgetriebes drehfest verbunden ist. Auf diese Weise kann ein Element des Planetengetriebes, nämlich z. B. der Planetenradträger je nach Drehrichtung blockiert werden, um über den Freilauf eine Drehmomentabstützung am Gehäuse zu realisieren. Die durch den Planetenradträger gelagerten Planetenräder kämmen einerseits mit einem mit der Pumpenwelle drehfest verbundenen Sonnenrad des Planetengetriebes und andererseits mit einem mit der Zwischenwelle drehtest verbundenen Hohlrad des Planetengetriebes. Demzu folge werden die beiden anderen Elemente des Planetengetriebes, nämlich z. B. das Son nenrad und z. B. das Hohlrad, eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Pumpenwelle und der Zwischenwelle in einer Drehrichtung der Zwischenwelle realisieren. Dadurch wird eine Drehmomentübertragung im gesperrten Zustand des zweiten Freilaufes über den zweiten Antriebspfad von der durch die Antriebswelle angetriebene Zwischenwelle über das Hohlrad und die Planetenräder bei blockiertem Planetenradträger und über das Sonnenrad auf die Pumpenwelle vorgesehen.
Besonders konstruktiv einfach und bauraumsparend ist es, wenn bei dem vorgeschlagenen elektrischen Antrieb der Planetenradträger hülsen- oder becherförmig ausgeführt ist, wobei an einer Stirnseite die Lagerbolzen der Planetenräder gelagert beziehungsweise befestigt sind. Durch den hülsen- oder becherförmig ausgeführten Planetenradträger kann dieser koa xial zum zweiten Freilauf angeordnet sein, wobei der zweite Freilauf radial innerhalb des hül sen- oder becherförmigen Planetenradträgers bauraumsparend aufgenommen wird.
Eine weitere konstruktiv einfache und kostengünstige Ausführung wird bei dem vorgeschla genen elektrischen Antrieb dadurch realisiert, dass vorzugweise die als Hohlwelle ausgeführ te Zwischenwelle an ihrem Innenumfang eine umlaufende Verzahnung als Hohlradverzah nung aufweist. Somit wird quasi an dem Innenumfang der Zwischenwelle das Hohlrad gebil det und ist somit z. B. einteilig mit der Zwischenwelle ausgeführt.
Eine optimale Betriebsweise des elektrischen Antriebes mit einer ausreichenden Ölversor gung wird dadurch realisiert, dass die erste Drehrichtung der Zwischenwelle der Vorwärts fahrt des elektrischen Antriebes und die zweite Drehrichtung der Zwischenwelle der Rück wärtsfahrt entspricht. Trotz der unterschiedlichen Drehzahlen, da die Drehzahl in die zweite Drehrichtung zur Rückwärtsfahrt erheblich niedriger als die Drehzahl in die erste Drehrich tung zur Vorwärtsfahrt ist, wird bei dem erfindungsgemäßen Antrieb durch die Verwendung des Planetengetriebes aufgrund der Übersetzung des Planetengetriebes die gleiche Kühl leistung beziehungsweise die gleiche Pumpenleistung wie bei Vorwärtsfahrt realisiert.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Fahrzeug mit dem vorbe schriebenen elektrischen Antrieb zu beanspruchen. Hierdurch ergeben sich die bereits be schriebenen und weitere Vorteile. Eine besonders vorteilhafte Ausführung liegt darin, den elektrischen Antrieb als Achsantrieb bei dem Fahrzeug vorzusehen.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
Fig 1 eine geschnittene Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante eines erfindungsge mäßen elektrischen Antriebes eines Fahrzeuges mit einer mechanisch angetriebenen Ölpumpe;
Fig. 2 eine stirnseitig geschnittene Ansicht des elektrischen Antriebes in einem Gehäuse; Fig. 3 eine geschnittene Detailansicht einer Zwischenwelle des elektrischen Antriebes; und Fig. 4 eine Explosionsdarstellung der Ölpumpe und der Zwischenwelle des elektrischen Antriebes.
In den Figuren 1 bis 4 sind verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäßen elektrischen Antriebes für ein Fahrzeug beispielhaft dargestellt. Der elektrische Antrieb umfasst eine elektrische Maschine EM in einem Gehäuse 1 mit einer Rotorwelle als Antriebswelle 2, die über ein Stirnradgetriebe beziehungsweise eine Stirnradstufe mit einer Zwischenwelle 3 ge koppelt ist, wobei die Zwischenwelle 3 mit einem Abtriebsdifferential 4 zum Antrieb von Ab triebswellen gekoppelt ist.
Zur Ölversorgung in dem Gehäuse 1 weist der elektrische Antrieb eine mechanisch ange triebene Ölpumpe 7 auf. Eine Pumpenwelle 8 der Ölpumpe 7 ist unabhängig von der Dreh richtung der Zwischenwelle 3 in dieselbe Drehrichtung über zumindest einen ersten An triebspfad mit zumindest einem ersten Freilauf 9 und über einen zweiten Antriebspfad mit zumindest einem zweiten Freilauf 10 sowie über zumindest ein Ausgleichsgetriebe 25 an- treibbar.
Wie insbesondere aus den Figuren 1, 3 und 4 ersichtlich ist, sind der erste Freilauf 9 und der zweite Freilauf 10 sowie das Ausgleichsgetriebe 25 radial innerhalb der als Hohlwelle ausge führten Zwischenwelle 3 angeordnet, um eine besonders bauraumsparende Anordnung zu realisieren.
Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Antrieb wird die mechanisch angetriebene Ölpum pe 7 über die beiden Freiläufe 9, 10 und dem Ausgleichsgetriebe 25 quasi über ein Gleich richtergetriebe angetrieben, um das Öl aus einem Sumpf des Gehäuses 1 in die zu kühlen den vorzugsweise elektrischen Komponenten des elektrischen Antriebes zu fördern, wobei die Drehrichtung der Zwischenwelle 3 beziehungsweise der elektrischen Maschine EM kei nen Einfluss auf die Wirkungsweise der Ölpumpe 7 hat. Die Ölpumpe 7 ist koaxial zu der Zwischenwelle 3 angeordnet, wobei sich die Pumpenan triebselemente, wie Zahnräder und Freiläufe 9, 10 mit dem als Planetengetriebe ausgebilde ten Ausgleichsgetriebe 25 radial innerhalb der Zwischenwelle 3 befinden. Der vorgeschlage ne elektrische Antrieb ist vorzugsweise als elektrische Antriebsachse beziehungsweise Achsantrieb ausgeführt, wobei die elektrische Maschine EM mit ihrer Rotorwelle als An triebswelle 2 achsparallel zu der Zwischenwelle 3 und auch achsparallel zu den Abtriebswel len des Abtriebsdifferentials 4 angeordnet sind, wie dies insbesondere aus Figur 2 ersichtlich ist. Bei dieser beispielhaft dargestellten Ausgestaltung wird durch die vorgeschlagene An ordnung in der Zwischenwelle 3 eine besonders in axialer Richtung geringer Bauraumbedarf realisiert.
Die Antriebswelle 2 der elektrischen Maschine EM ist über ein einstufiges Stirnradgetriebe über die Zwischenwelle 3 mit dem Abtriebsdifferential 4 verbunden. Hierzu ist ein Stirnrad 11 auf der Antriebswelle 2 angeordnet, welches mit einem weiteren Stirnrad 12 auf der Zwi schenwelle 3 in Eingriff steht. Die Zwischenwelle 3 wiederum weist an ihrem Außenumfang eine Verzahnung 13 auf, die mit einem Differentialkorb des Abtriebsdifferentials 4 in Eingriff steht.
Die mechanisch angetriebene Ölpumpe 7 ist koaxial zur Zwischenwelle 3 angeordnet, wobei der Pumpenradsatz 14 auf der Pumpenwelle 8 der Ölpumpe 7 angeordnet ist, sodass die Ölpumpe 7 durch die Drehbewegung der Zwischenwelle 3 angetrieben wird.
Die Drehmomentübertragung von der Zwischenwelle 3 auf die Pumpenwelle 8 der Ölpumpe 7 erfolgt in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Zwischenwelle 3 entweder über den ers ten Antriebspfad oder den zweiten Antriebspfad. Das Drehmoment kann über den ersten Antriebspfad mit dem ersten Freilauf 9 oder über den zweiten Antriebspfad mit dem zweiten Freilauf 10 und dem Planetengetriebe als Ausgleichsgetriebe 25 übertragen werden.
Der konstruktive Aufbau und die Anordnung radial innerhalb der Zwischenwelle 3 der beiden Antriebspfade ist insbesondere aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich.
Der erste Antriebspfad umfasst den ersten Freilauf 9, wobei ein Außenring 15 des ersten Freilaufes 9 an einer Innenumfangsfläche der Zwischenwelle 3 angeordnet ist. Ein Innenring 16 des ersten Freilaufes 9 sitzt auf der Pumpenwelle 8. Dazwischen sind zur Drehmomen tübertragung im gesperrten Zustand des ersten Freilaufes 9 in einer ersten Drehrichtung, die der Vorwärtsfahrt entspricht, Klemmkörper bzw. Klemmrollen vorgesehen. In einer zweiten Drehrichtung sind die Klemmkörper bzw. Klemmrollen nicht gesperrt und es erfolgt keine Drehmomentübertragung bei dem ersten Freilauf 9.
Der zweite Antriebspfad weist das Planetengetriebe und den zweiten Freilauf 10 auf, wobei ein Sonnenrad 17 des Planetengetriebes drehfest mit der Pumpenwelle 8 direkt oder indirekt verbunden ist. Ein Hohlrad 18 des Planetengetriebes wird durch die Innenfläche der Zwi schenwelle 3 gebildet, indem eine entsprechende Verzahnung am Innenumfang der Zwi schenwelle vorgesehen wird. Somit ist das Hohlrad drehfest mit der Zwischenwelle 3 ver bunden. Das Hohlrad 18 und das Sonnenrad 17 werden über Planetenräder 19 zur Dreh momentübertragung miteinander verbunden beziehungsweise stehen miteinander in Eingriff. Die Planetenräder 19 werden von dem Planetenradträger 20 gelagert. Der Planetenradträger 20 ist über den zweiten Freilauf 10 an einem gehäusefesten Zapfen 6 des elektrischen An triebes in einem Deckel oder Lagerschild 21 des Gehäuses 1 eingepresst beziehungsweise gelagert. Die Planetenräder 19 sind mit deren Lagerbolzen 22 über den Planetenradträger 20 gelagert, wobei der Planetenradträger 20 hülsen- beziehungsweise becherförmig ausge führt ist. Der Planetenradträger 20 ist mit einem Außenring 23 des zweiten Freilaufes 10 ver bunden. Der Innenring 24 des zweiten Freilaufes 10 sitzt auf dem gehäusefesten Zapfen 6, der mit dem Deckel oder Lagerschild 21 verbunden ist.
Bei einer Vorwärtsfahrt, wird das Drehmoment von der elektrischen Maschine EM über das Stirnradgetriebe auf die Zwischenwelle 3 übertragen. Die Zwischenwelle 3 dreht in eine erste Drehrichtung. Die Drehmomentübertragung erfolgt über den ersten Antriebspfad vom Außen ring 15 des ersten Freilaufes 9 über die Klemmkörper auf den Innenring 16 des ersten Frei laufes 9, welcher drehfest mit der Pumpenwelle 8 verbunden ist. Die Pumpenwelle 8 treibt den Pumpenrotor der Ölpumpe 7 an. In der ersten Drehrichtung der Zwischenwelle 3 erfolgt keine Drehmomentübertragung über den zweiten Antriebspfad, da die Drehbewegung des Hohlrades 18 des Planetengetriebes auf die Planetenräder 19 übertragen wird, da jedoch der zweite Freilauf 10 offen ist und der Planetenradträger 20 mitdreht, wird keine Drehbewe gung auf das Sonnenrad 17 des Planetengetriebes und damit auf die Pumpenwelle 8 über tragen.
Beim Rückwärtsfahren wird die Zwischenwelle 3 in die zweite Drehrichtung gedreht, in der der erste Freilauf 9 geöffnet, also nicht gesperrt ist, sodass keine Drehmomentübertragung über den ersten Freilauf 9 möglich ist. In dieser Fahrsituation wird das Drehmoment über den zweiten Antriebspfad übertragen. Hierzu wird das Antriebsmoment über die Innenfläche der Zwischenwelle 3, also über das Hohlrad 18 des Planetengetriebes auf die Planetenräder 19 übertragen, da sich die Zwischenwelle 3 in die zweite Drehrichtung bewegt. Der zweite Frei- lauf 10 ist gesperrt und der Planetenradträger 20 blockiert. Somit entsteht eine Drehbewe gung der Planetenräder 19 um ihre eigene Achse, wodurch das Sonnenrad 14 angetrieben wird. Das Sonnenrad 14 wird in die der Zwischenwelle 3 entgegengesetzte Drehrichtung angetrieben, sodass die Pumpenwelle 8 der Ölpumpe 7 wieder in dieselbe Drehrichtung an getrieben wird.
Bezuqszeichen
1 Gehäuse
2 Antriebswelle bzw. Rotorwelle der elektrischen Maschine
3 Zwischenwelle
4 Abtriebsdifferential
5 Pumpendeckel
6 gehäusefester Zapfen
7 mechanisch angetriebene Ölpumpe
8 Pumpenwelle der Ölpumpe
9 erster Freilauf
10 zweiter Freilauf
11 Stirnrad der Rotorwelle bzw. Antriebswelle
12 Stirnrad der Zwischenwelle
13 Verzahnung der Zwischenwelle
14 Pumpenradsatz der Ölpumpe
15 Außenring des ersten Freilaufes
16 Innenring des ersten Freilaufes
17 Sonnenrad des Planetengetriebes
18 Hohlrad des Planetengetriebes
19 Planetenräder
20 Planetenradträger des Planetengetriebes
21 Deckel bzw. Lagerschild des Gehäuses
22 Lagerbolzen der Planetenräder
23 Außenring des zweiten Freilaufes
24 Innenring des zweiten Freilaufes
25 Ausgleichsgetriebe
EM elektrische Maschine

Claims

Patentansprüche
1. Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug mit zumindest einer elektrischen Maschine (EM) in einem Gehäuse (1) mit einer Rotorwelle als Antriebswelle (2), die über zumindest ein Stirn radgetriebe mit einer Zwischenwelle (3) koppelbar ist, wobei die Zwischenwelle (3) mit einem Abtriebsdifferential (4) zum Antrieb von Abtriebswellen gekoppelt ist, wobei zumindest eine Ölpumpe (7) zur Ölversorgung vorgesehen ist, wobei eine Pumpenwelle (8) der Ölpumpe (7) unabhängig von der Drehrichtung der Zwischenwelle (3) in dieselbe Drehrichtung über einen ersten Antriebspfad mit zumindest einem ersten Freilauf (9) und über einen zweiten An triebspfad mit zumindest einem zweiten Freilauf (10) und mit zumindest einem Ausgleichsge triebe (25) antreibbar ist und wobei zumindest der erste Freilauf (9) und der zweite Freilauf (10) sowie das Ausgleichsgetriebe (25) radial innerhalb der als Hohlwelle ausgeführten Zwi schenwelle (3) angeordnet ist.
2. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgleichsge triebe (25) ein Planetengetriebe vorgesehen ist.
3. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebs welle (2) und die Zwischenwelle (3) sowie die Abtriebswellen jeweils zueinander achsparallel angeordnet sind.
4. Elektrischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Realisieren des ersten Antriebspfades der erste Freilauf (9) einerseits an der Pumpenwelle (8) und andererseits an der Zwischenwelle (3) angebunden ist und dass zum Realisieren des zweiten Antriebspfades die Zwischenwelle (3) über das Ausgleichsgetrie be (25) an der Pumpenwelle (8) angebunden ist und das Ausgleichsgetriebe (25) über den zweiten Freilauf (10) gehäuseseitig angebunden ist.
5. Elektrischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenring (16) des ersten Freilaufes (9) drehfest mit der Pumpenwelle (8) verbun den ist, dass ein Außenring (15) des ersten Freilaufes (9) drehfest mit der Zwischenwelle (3) verbunden ist, sodass eine Drehmomentübertragung in einer ersten Drehrichtung der Zwi schenwelle (3) im gesperrten Zustand des ersten Freilaufes (9) über den ersten Antriebspfad von der durch die Antriebswelle (2) angetriebenen Zwischenwelle (3) über den Außenring (15) und den Innenring (16) des ersten Freilaufes (9) auf die Pumpenwelle (8) vorgesehen ist.
6. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (16) des ersten Freilaufes (9) über eine Steckverzahnung mit der Pumpenwelle (8) drehtest ver bunden ist und dass der Innenring (16) eine Verzahnung als Sonnenrad (17) des Planeten getriebes aufweist.
7. Elektrischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenring (24) des zweiten Freilaufes (10) drehfest mit einem gehäusefesten Zap fen (6) verbunden ist und dass ein Außenring (23) des zweiten Freilaufes (10) mit einem Planetenradträger (20) des Planetengetriebes drehfest verbunden ist, wobei Planetenräder (19) des Planetenradträgers (20) einerseits mit einem mit der Pumpenwelle (8) drehfest ver bundenen Sonnenrad (17) des Planetengetriebes und andererseits mit einem mit der Zwi schenwelle (3) drehfest verbundenen Hohlrad (18) des Planetengetriebes kämmen, sodass eine Drehmomentübertragung in einer zweiten Drehrichtung der Zwischenwelle (3) im ge sperrten Zustand des zweiten Freilaufes (10) über den zweiten Antriebspfad von der durch die Antriebswelle (2) angetriebenen Zwischenwelle (3) über das Hohlrad (18) und die Plane tenräder (19) bei blockiertem Planetenradträger (20) und über das Sonnenrad (17) auf die Pumpenwelle (8) vorgesehen ist.
8. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträ ger (20) hülsen- oder becherförmig ausgeführt ist, wobei an einer Stirnseite die Lagerbolzen (22) der Planetenräder (19) befestigt sind.
9. Elektrischer Antrieb nach Anspruchs 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsen- oder becherförmige Planetenradträger (20) koaxial zum zweiten Freilauf (10) angeordnet ist, wobei der zweite Freilauf (10) radial innerhalb des hülsen- oder becherförmigen Planeten radträgers (20) aufgenommen ist.
10. Elektrischer Antrieb nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die als Hohlwelle ausgeführte Zwischenwelle (3) an ihrem Innenumfang eine umlaufende Verzahnung als Hohlrad (18) des Planetengetriebes aufweist.
11. Elektrischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass die erste Drehrichtung der Zwischenwelle (3) der Vorwärtsfahrt und die zweite Drehrichtung der Zwischenwelle (3) der Rückwärtsfahrt zugeordnet ist.
12. Elektrischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass der erste Freilauf (9) und der zweite Freilauf (10) gegenläufig zueinander ausge führt sind.
13. Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche.
14. Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb als Achsantrieb ausgeführt ist.
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