EP4338264A1 - Lageranordnung eines e-achsen-moduls - Google Patents

Lageranordnung eines e-achsen-moduls

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Publication number
EP4338264A1
EP4338264A1 EP22718891.9A EP22718891A EP4338264A1 EP 4338264 A1 EP4338264 A1 EP 4338264A1 EP 22718891 A EP22718891 A EP 22718891A EP 4338264 A1 EP4338264 A1 EP 4338264A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bearing
input shaft
transmission input
arrangement
cover
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
EP22718891.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias SCHLITTENBAUER
Timo Kiekbusch
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4338264A1 publication Critical patent/EP4338264A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003—Couplings; Details of shafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/083—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/001—Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2410/00—Constructional features of vehicle sub-units
    • B60Y2410/102—Shaft arrangements; Shaft supports, e.g. bearings

Definitions

  • the invention relates to a bearing arrangement of an e-axle module with an electric machine and a transmission and with a transmission input shaft with multiple bearings. Furthermore, the invention relates to the use of the bearing arrangement in the electric drive train of an electrically driven passenger car or an electrically driven commercial vehicle.
  • DE 10 2010048 131 A1 relates to an electric drive unit.
  • This includes a stator and a rotor, a gear and an electrical circuit and a housing.
  • the housing forms an engine compartment in which the electric machine is arranged and a transmission compartment in which at least part of the transmission is arranged.
  • the drive unit has a lubricating circuit, in which a lubricating fluid for lubricating and cooling the rotor of the electrical machine and the transmission is routed, with the lubricating fluid circulating between the motor compartment and the transmission compartment.
  • the drive unit has a cooling circuit, in which a cooling liquid for cooling the stator of the electrical machine and the electrical circuit is routed. The cooling liquid of the cooling circuit is in heat-exchanging connection with the lubricating liquid of the lubricating circuit.
  • EP 2 846439 A1 relates to an electrical machine with a shaft.
  • the electrical machine includes a rotor which interacts magnetically with the stator when the electrical machine is in operation. Furthermore, a first bearing device and a second bearing device and a shaft 2 provided, which is rotatably mounted in the first bearing device and the second bearing device about an axis of rotation.
  • the shaft has a first portion of a first material and a second portion of a second material sequentially in an axial direction of the axis of rotation, the rotor being fixed to the first portion of the shaft, and the first material and the second material being joined at a joint of the first section and the second section are integrally and homogeneously connected to one another.
  • a shaft is provided for the electric machine including the rotor and a series of electric machines comprising at least one first electric machine and at least one second electric machine, a method for producing an electric machine and a method for producing a series of electric machines.
  • the transmission drive unit is used in particular to adjust moving parts in motor vehicles and includes an electric motor which has a rotor arranged inside a stator. Furthermore, a reduction gear arranged coaxially thereto and having a drive shaft is provided, with the rotor being mounted on a hollow shaft, on the outer circumference of which at least one gear component driving the reduction gear is arranged axially next to the rotor and the output shaft penetrating the hollow shaft.
  • the bearing arrangement of an e-axle module is provided with an electric machine and a transmission as well as with a transmission input shaft with multiple bearings.
  • the bearing arrangement in the transmission is designed as a first X-arrangement of a cover-side bearing and a housing-side bearing, and the transmission input shaft has, starting from a bearing seat of the cover-side bearing, increasing diameters towards the center of the transmission input shaft.
  • a rotor pre-assembled on the transmission input shaft can be installed in the assembly direction and - 3 be mounted from the side of the e-axis module in which the electric machine is arranged when the e-axis module is complete. This makes it possible to test the electric machine that has already been assembled, with or without power electronics, before the gearbox is assembled on the e-axis module.
  • the transmission input shaft is either designed as a one-piece component within the bearing arrangement or alternatively made from several shaft sections made of different materials and joined by friction, laser or capacitor discharge welding.
  • the bearing arrangement proposed according to the invention for the e-axis module comprises the cover-side bearing, the housing-side bearing and an e-machine bearing.
  • the transmission input shaft is rotatably accommodated in three roller bearings.
  • the cover-side bearing, the housing-side bearing and the E-machine bearing are designed as radial deep groove ball bearings, as angular contact ball bearings, as cylindrical roller bearings or as tapered roller bearings.
  • the transmission input shaft has running teeth which are either made directly in the material of the transmission input shaft or which can be joined to the transmission input shaft via splines by means of a pinion.
  • the transmission input shaft with the preassembled rotor of the electric machine can be assembled in the assembly direction in a system housing or the E-axis module. This results in a significantly simplified manufacturing process, since the transmission and electric machine can be separated during assembly and these components can be tested.
  • the inventively proposed bearing assembly is characterized in that the transmission input shaft includes the bearing seat of the cover-side bearing, which is designed in a first diameter and the 4
  • Transmission input shaft has the running gearing, which is designed with a second diameter that exceeds the first diameter and the transmission input shaft has a bearing seat of the bearing on the housing side, which is designed with a third diameter that exceeds the first and second diameters, and the transmission input shaft has a running surface of a Includes sealing element, the fourth diameter of which exceeds the first, second and third diameters.
  • the transmission shaft whether it is designed in one piece or in several parts, can be joined from one side in the direction of assembly in the E-axis module.
  • This offers advantages in terms of production technology, since the continuous diameter gradation on the transmission-side part of the transmission input shaft allows the rotor to be pre-assembled on the transmission input shaft and test processes that are required during final assembly of the e-axis module can be decoupled from one another.
  • axial forces from transmission components of the transmission which act in the direction of the cover-side bearing, are supported directly or indirectly on the running teeth with the interposition of a sleeve.
  • a parking lock wheel optionally installed on the transmission input shaft is supported directly on the running splines or with the interposition of a sleeve on the running splines or an additional shaft shoulder of the transmission input shaft.
  • the invention relates to the use of the bearing arrangement in the electric drive train of an electrically driven passenger car or an electrically driven commercial vehicle.
  • the bearing arrangement proposed according to the invention provides a bearing concept that is very easy to assemble, flexible and robust in terms of its service life. A partial assembly of assemblies is possible, which enables the possibility of component testing when constructing the e-axis module and at the same time represents a highly integrated concept that is very cost-effective, compact and optimized in terms of its weight.
  • the arrangement of the cover-side bearing and the housing-side bearing in the area of the transmission of the E-axis module creates a mounting option that is ideally suited to supporting high gearing forces and a simple position of the preload between the cover-side bearing and the housing-side bearing to allow.
  • the axial forces that occur, generated by the transmission components of the transmission in the E-axis module, which act in the direction of the cover-side bearing, can be supported either directly on the running gear or indirectly via the interposition of a sleeve on the running gear.
  • the electric machine bearing has smaller dimensions and is therefore less expensive, since it only serves to absorb the comparatively small forces resulting from the weight of the rotor of the electric machine. 6
  • roller bearings are preferably used which are designed, for example, as radial deep groove ball bearings, as angular ball bearings, as cylindrical roller bearings or as tapered roller bearings.
  • the transmission input shaft which is supported in three ways by the bearing arrangement proposed according to the invention, can be produced in one piece or can be joined from individual shaft sections which are made of different materials. Friction, laser and capacitor discharge welding, for example, can be used to join the shaft sections made from different materials.
  • Friction, laser and capacitor discharge welding for example, can be used to join the shaft sections made from different materials.
  • the design of the transmission input shaft as a multi-part shaft made up of several shaft sections joined together offers the advantage that the most suitable material can be used for the functions, such as running gears and rotor shaft.
  • FIG. 1 shows the components of the bearing arrangement according to the invention, in which the transmission input shaft of an e-axis module is supported in multiple ways, - 7 -
  • Figure 2 shows the bearing assembly for multiple storage of
  • Transmission input shaft installed in an e-axle module with transmission and electric machine
  • Figure 3 is a schematic representation of the diameter gradation on the transmission input shaft
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the first X-arrangement in the area of the transmission and the second X-arrangement on the outside of the E-axis module.
  • Figure 1 shows an embodiment variant of the bearing arrangement 22 proposed according to the invention, for multiple bearing of a transmission input shaft 24 in an E-axis module 10.
  • the E-axis module 10 includes in addition to the electric machine 12, a transmission 14.
  • the E-axis module 10 includes a system housing 16, which on a transmission side of the E-axis module 10 by a indicated transmission cover 18 is closed. On the opposite side of the e-axis module 10, the system housing 16 is closed, for example, by a gear cover 20 of the electric machine 12.
  • the transmission input shaft 24 is mounted in multiple bearings.
  • the transmission input shaft 24 comprises a rotor 26 which is surrounded by a stator housing 52 shown in FIG. 2, in which a stator 54 is located. 8th
  • the illustration according to FIG. 1 shows that the bearing arrangement 22 proposed according to the invention has a bearing 30 on the cover side.
  • the bearing 30 on the cover side can be adjusted with regard to its defined preload, for example by means of a shim washer 28 which is installed in the gear cover 20 .
  • Running teeth 34 are formed on the transmission input shaft 24 immediately next to the optionally available parking lock wheel 32 .
  • the torque of the electric machine 12 is introduced into the transmission 14 of the E-axis module 10 via this running gear 34 .
  • the transmission 14 in the E-axis module 10 also includes a bearing 40 on the housing side, the inner ring of which can be fixed in the axial direction on the transmission input shaft 24 with a retaining ring 38 .
  • the bearing 40 on the housing side is mounted in a system housing 16 indicated in FIG.
  • a sealing element 42 which interacts with a running surface which is not shown in detail. This is, for example, a radial shaft seal.
  • the sealing element 42 separates the interior of the electrical machine 12 from the interior of the transmission 14 that is wetted with a lubricant.
  • the transmission input shaft 24 is mounted in an electric machine bearing 44 within the framework of the bearing arrangement 22 proposed according to the invention.
  • This has smaller dimensions in comparison to the bearing 30 on the cover side and the bearing 40 on the housing side, since the electric machine bearing 44 on the side of the electric axis module 10 on which the cover 20 is mounted only supports the rotor 26 of the electric machine 12 supports.
  • the forces occurring in the transmission 14 are absorbed by the first-mentioned bearing components, ie the bearing 30 on the cover side and the bearing 40 on the housing side.
  • a wave spring 46 is arranged in the E-machine bearing 44, for example, so that any axial play that occurs in the transmission input shaft 24 can be compensated for.
  • a plate spring or a set of plate springs can be used.
  • the transmission input shaft 24 can be made in one piece from a continuous material.
  • the individual shaft sections can be made of different materials and can be joined to one another in a materially bonded manner at their joints using materially bonded connection methods, preferably friction welding, laser welding or capacitor discharge welding.
  • the multi-part design of the transmission input shaft 24 has the advantage that, depending on the function of the respective section of the transmission input shaft 24, a material that is optimally suitable for this can be selected.
  • roller bearings are preferably used as the cover-side bearing 30, the housing-side bearing 40 and the electric machine bearing 44—although this can also be made smaller.
  • These can be radial deep groove ball bearings or angular contact ball bearings,
  • the running gearing 34 shown in FIG. 1 can be produced directly in the area of the gearing 14 in the material of the gearing input shaft 24 or it can be shown as a pinion via a spline.
  • the pinion can be realized as an additional component in the form of a sleeve and have an additional axial fixation.
  • FIG. 2 shows the E-axis module 10 together with the transmission components 50 and the transmission input shaft 24, which is mounted in multiple bearings in the bearing arrangement 22 proposed according to the invention.
  • FIG. 2 shows that the torque generated by the electric machine 12 of the E-axis module 10 is transmitted via the running teeth 34 to gear components 50 of the gear 14 that mesh with one another.
  • the rotor 26 of the electric machine 12 rotates within a stator 54 which is accommodated in the stator housing 52 . 10
  • the cover-side bearing 30 is accommodated on a bearing seat 56 in the area of the transmission cover 18 , while the housing-side bearing 40 of the transmission input shaft 24 is accommodated on a bearing seat 58 of the transmission input shaft 24 .
  • a sealing element 42 that can be designed, for example, as a radial shaft sealing ring, which separates the interior of the transmission 14 from the interior of the electric machine 12, so that lubricant circulating in the transmission 14 can be kept away from the interior of the electric machine 12 of the e-axis module 10.
  • the representation according to FIG. 2 also shows that the electric machine bearing 44 accommodated on a bearing seat 62 of the transmission input shaft 24 is covered and closed off by the cover 20 on the electric axis module 10 .
  • the representation according to FIG. 3 shows in a schematic manner an embodiment variant of the transmission input shaft 24 to be mounted multiple times in the bearing arrangement 22 proposed according to the invention.
  • the transmission input shaft 24 which is shown in the representation according to Figure 3 in a perspective view and without components arranged on it, is mounted in the mounting direction 64 from the side of the electric machine 12 in the E-axis module 10 installed.
  • the transmission input shaft 24 has individual gradations of functional diameters. These are designed in such a way that, starting from the bearing seat 56, which serves to accommodate the cover-side bearing 30, the functional diameters of the individual components are designed to increase counter to the assembly direction 64.
  • the bearing seat 56 for accommodating the cover-side bearing 30 is designed with a first functional diameter 66 .
  • a second functional diameter 68 of the running gear 34 (addendum circle diameter) adjoining the bearing seat 56 is designed in the second functional diameter 68 which exceeds the first functional diameter 66 of the bearing seat 56 of the transmission input shaft 24 .
  • a third functional diameter 70 is provided, on which the bearing seat 58 for receiving the bearing 40 on the housing side is formed.
  • Transmission input shaft 24 is provided by a running surface 60 for the sealing element 42, which is designed as a radial shaft seal.
  • the fourth functional diameter 72 exceeds the third functional diameter 70, which in turn exceeds the second functional diameter 68, which exceeds the first-mentioned functional diameter 66. This results in an increase in the functional diameters 66, 68, 70, 72, starting from the bearing seat 56 in the direction of the center of the transmission input shaft 24, i. H. in the direction of the running surface 60 of the sealing element 42.
  • the fourth functional diameter 72 is not necessarily the absolutely largest diameter of the transmission input shaft 24; It just has to be larger than all the diameters on the transmission side.
  • the shaft sections of the transmission input shaft 24, which are arranged on the electric machine side, can also have larger diameters.
  • the preload can be set, for example, by a suitable selection of the shim 28 (cf. illustration according to FIG. 1).
  • a second X-arrangement 76 on the e-axis module 10 is provided by the cover-side bearing 30 on the one hand and the e-machine bearing 44 on the other. While the cover-side bearing 30 is also part of the first X-arrangement 74, the E-machine bearing 44, which is closed by the cover 20 of the E-axle module 10, is only part of the second X-arrangement 76. In the frame The second X-arrangement 76 is compensated for play by a wave spring 46 shown in FIG. 1, which acts on the E-machine bearing 44 in the axial direction.
  • FIGS. 1 to 4 an embodiment variant of the bearing arrangement 22 of an E-axis module 10 proposed according to the invention is described. This is used in the electric drive train of an electrically powered passenger car or an electrically powered commercial vehicle.
  • the parking lock gear 32 may be present as an option and be attached to the circumference of the transmission input shaft 24 by means of a material bond by means of a weld.
  • the bearing 30 on the cover side and the bearing 40 on the housing side can also be implemented as a fixed-loose bearing, with either the bearing 30 on the cover side or the bearing 40 on the housing side representing the fixed bearing of the fixed-loose bearing.
  • the floating bearing can also be represented by a spring element or a disk.
  • a ring can be inserted between the bearing seat 58 and the running surface 60 for the sealing element 42 in the form of a radial shaft sealing ring on the shaft shoulder. This can be supported on the inner ring of the housing-side bearing 40 and the shaft shoulder to the

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung (22) eines E-Achsen-Moduls (10) mit einer elektrischen Maschine (12) und einem Getriebe (14) mit einer mehrfach gelagerten Getriebeeingangswelle (24). Die Lageranordnung (22) im Getriebe (14) ist als erste X-Anordnung (74) eines deckelseitigen Lagers (30) und eines gehäuseseitigen Lagers (40) ausgeführt. Die Getriebeeingangswelle (24) weist ausgehend von einem Lagersitz (56) des deckelseitigen Lagers (30) im Wesentlichen steigende Funktionsdurchmesser (66, 68, 70, 72) auf, die zur Mitte der Getriebeeingangswelle (24) hin verlaufen. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein E-Achsen-Modul (10) mit einer Lageranordnung (22) zur Verwendung in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug.

Description

-1
Beschreibung
Titel
Lageranordnung eines E-Achsen-Moduls
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung eines E-Achsen-Moduls mit einer elektrischen Maschine und einem Getriebe und mit einer mehrfach gelagerten Getriebeeingangswelle. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung der Lageranordnung im elektrischen Antriebsstrang eines elektrisch angetriebenen Personenkraftwagens oder eines elektrisch angetriebenen Nutzfahrzeugs.
Stand der Technik
DE 10 2010048 131 Al bezieht sich auf eine elektrische Antriebseinheit. Diese umfasst einen Stator und einen Rotor, ein Getriebe sowie eine elektrische Schaltung und ein Gehäuse. Das Gehäuse bildet einen Motorraum, in dem die elektrische Maschine angeordnet ist und einen Getrieberaum, in dem zumindest ein Teil des Getriebes angeordnet ist. Die Antriebseinheit weist einen Schmierkreislauf auf, in dem eine Schmierflüssigkeit zum Schmieren und Kühlen des Rotors der elektrischen Maschine und des Getriebes geführt ist, wobei die Schmierflüssigkeit zwischen dem Motorraum und dem Getrieberaum zirkuliert. Ferner weist die Antriebseinheit einen Kühlkreislauf auf, in dem eine Kühlflüssigkeit zum Kühlen des Stators der elektrischen Maschine und der elektrischen Schaltung geführt ist. Die Kühlflüssigkeit des Kühlkreislaufs steht in wärmeaustauschender Verbindung zu der Schmierflüssigkeit des Schmierkreislaufs.
EP 2 846439 Al hat eine elektrische Maschine mit einer Welle zum Gegenstand. Die elektrische Maschine umfasst einen Rotor, der im Betrieb der elektrischen Maschine mit dem Stator magnetisch zusammenwirkt. Ferner sind eine erste Lagervorrichtung und eine zweite Lagervorrichtung sowie eine Welle 2 vorgesehen, die in der ersten Lagervorrichtung und der zweiten Lagervorrichtung um eine Drehachse drehbar gelagert ist. Die Welle weist in einer axialen Richtung der Drehachse aufeinanderfolgend einen ersten Abschnitt mit einem ersten Material und einen zweiten Abschnitt mit einem zweiten Material auf, wobei der Rotor an dem ersten Abschnitt der Welle befestigt ist und wobei das erste Material und das zweite Material an einer Stoßstelle des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts stoffschlüssig und homogen miteinander verbunden sind. Es ist eine Welle vorgesehen für die elektrische Maschine samt Rotor sowie eine Serie von elektrischen Maschinen umfassend mindestens eine erste elektrische Maschine und mindestens eine zweite elektrische Maschine, ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Serie von elektrischen Maschinen.
DE 10350040 Al hat eine Getriebeantriebseinheit zum Gegenstand. Die Getriebeantriebseinheit dient insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile in Kraftfahrzeugen und umfasst einen Elektromotor, der einen innerhalb eines Stators angeordneten Rotor aufweist. Des Weiteren ist ein dazu koaxial angeordnetes, eine Antriebswelle aufweisendes Untersetzungsgetriebe vorgesehen, wobei der Rotor auf einer Hohlwelle gelagert ist, an deren äußerem Umfang axial neben dem Rotor mindestens ein das Untersetzungsgetriebe antreibendes Getriebebauteil angeordnet ist und die Abtriebswelle die Hohlwelle durchdringt.
Darstellung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Lageranordnung eines E-Achsen-Moduls bereitgestellt mit einer elektrischen Maschine und einem Getriebe sowie mit einer mehrfach gelagerten Getriebeeingangswelle. Die Lageranordnung im Getriebe ist als erste X-Anordnung eines deckelseitigen Lagers und eines gehäuseseitigen Lagers ausgeführt und die Getriebeeingangswelle weist, ausgehend von einem Lagersitz des deckelseitigen Lagers, steigende Durchmesser zur Mitte der Getriebeeingangswelle hin auf.
Durch die vorgeschlagene Lageranordnung eines E-Achsen-Moduls kann ein auf der Getriebeeingangswelle vormontierter Rotor in Montagerichtung verbaut und - 3 von der Seite des E-Achsen-Moduls montiert werden, in der bei komplettiertem E-Achsen-Modul die elektrische Maschine angeordnet ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, die bereits montierte elektrische Maschine mit oder ohne Leistungselektronik zu prüfen, bevor das Getriebe am E-Achsen-Modul montiert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist innerhalb der Lageranordnung die Getriebeeingangswelle entweder als ein Bauteil einteilig ausgeführt oder alternativ aus mehreren Wellenabschnitten aus unterschiedlichen Materialien gefertigt und über Reib-, Laser oder Kondensatorentladungsschweißen gefügt.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lageranordnung des E-Achsen-Moduls umfasst das deckelseitige Lager, das gehäuseseitige Lager sowie ein E- Maschinen-Lager. Insgesamt ist somit gemäß der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung die Getriebeeingangswelle in drei Wälzlagern drehbar aufgenommen. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung sind das deckelseitige Lager, das gehäuseseitige Lager sowie das E-Maschinen-Lager als Radialrillenkugellager, als Schrägkugellager, als Zylinderrollenlager oder als Kegelrollenlager ausgeführt.
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung weist die Getriebeeingangswelle eine Laufverzahnung auf, die entweder im Material der Getriebeeingangswelle direkt ausgeführt ist oder die über eine Steckverzahnung mittels eines Ritzels mit der Getriebeeingangswelle gefügt werden kann.
In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung ist die Getriebeeingangswelle mit vormontiertem Rotor der elektrischen Maschine in Montagerichtung in ein Systemgehäuse beziehungsweise das E-Achsen-Modul montierbar. Dadurch ergibt sich ein erheblich vereinfachter Fertigungsprozess, da im Rahmen der Montage eine Trennung von Getriebe und elektrischer Maschine sowie Testvorgängen dieser Komponenten erfolgen kann.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lageranordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Getriebeeingangswelle den Lagersitz des deckelseitigen Lagers umfasst, der in einem ersten Durchmesser ausgeführt ist und die 4
Getriebeeingangswelle die Laufverzahnung aufweist, die in einem zweiten Durchmesser ausgeführt ist, der den ersten Durchmesser übersteigt und die Getriebeeingangswelle einen Lagersitz des gehäuseseitigen Lagers aufweist, der in einem dritten Durchmesser ausgeführt ist, der die ersten und zweiten Durchmesser übersteigt, sowie die Getriebeeingangswelle eine Lauffläche eines Dichtelements umfasst, deren vierter Durchmesser die ersten, zweiten und dritten Durchmesser übersteigt.
Durch die vorstehende Durchmesseranordnung kann die Getriebewelle, sei sie ein- oder mehrteilig ausgeführt, in Montagerichtung im E-Achsen-Modul von einer Seite her gefügt werden. Dies bietet fertigungstechnische Vorteile, da aufgrund der kontinuierlichen Durchmesserabstufung am getriebeseitigen Teil der Getriebeeingangswelle eine Vormontage des Rotors auf der Getriebeeingangswelle möglich ist und Testvorgänge, die im Rahmen der Endmontage des E-Achsen-Moduls erforderlich sind, voneinander entkoppelt werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung stützen sich Axialkräfte von Getriebekomponenten des Getriebes, die in Richtung des deckelseitigen Lagers wirken, an der Laufverzahnung direkt oder indirekt unter Zwischenschaltung einer Hülse ab.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass sich Axialkräfte von Getriebekomponenten des Getriebes, die in Richtung des deckelseitigen Lagers wirken, an einem zusätzlichen Wellenabsatz der Getriebeeingangswelle oder an einem auf dieser drehfest angeordneten Parksperrenrad abstützen.
Des Weiteren ist bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung vorgesehen, dass sich ein optional auf der Getriebeeingangswelle verbautes Parksperren rad unmittelbar an der Laufverzahnung abstützt oder unter Zwischenschaltung einer Hülse an der Laufverzahnung oder einem zusätzlichen Wellenabsatz der Getriebeeingangswelle abstützt.
Darüber hinaus ist hinsichtlich der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung hervorzuheben, dass im E-Achsen-Modul das deckelseitige Lager und das E-Maschinen-Lager der Getriebeeingangswelle eine zweite X- Anordnung bilden. - 5
Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung der Lageranordnung im elektrischen Antriebsstrang eines elektrisch angetriebenen Personenkraftwagens oder eines elektrisch angetriebenen Nutzfahrzeugs.
Vorteile der Erfindung
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lageranordnung wird ein sehr montagefreundliches, flexibles und hinsichtlich seiner Lebensdauer robustes Lagerkonzept zur Verfügung gestellt. Es ist eine Teilmontage von Baugruppen möglich, welche die Möglichkeit einer Komponentenprüfung beim Aufbau des E- Achsen-Moduls ermöglicht und zugleich ein hochintegriertes Konzept darstellt, welches sehr kostengünstig, kompakt und hinsichtlich seines Gewichts optimiert ist. Durch die Anordnung des deckelseitigen Lagers und des gehäuseseitigen Lagers im Bereich des Getriebes des E-Achsen-Moduls wird eine Lagerungsmöglichkeit geschaffen, die in optimaler Weise dazu geeignet ist, hohe Verzahnungskräfte abzustützen sowie eine einfache Stellung der Vorspannung zwischen dem deckelseitigen Lager und dem gehäuseseitigen Lager zu ermöglichen. Die auftretenden Axialkräfte, erzeugt durch die Getriebekomponenten des Getriebes im E-Achsen-Modul, die in Richtung des deckelseitigen Lagers wirken, können entweder direkt an der Laufverzahnung oder mittelbar über Zwischenschaltung einer Hülse an der Laufverzahnung abgestützt werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, in Richtung des deckelseitigen Lagers wirkende Axialkräfte an einem zusätzlichen Wellenabsatz der Getriebeeingangswelle abzustützen oder an einem optional vorhandenen Parksperren rad. Dieses kann sich wiederum direkt an der Laufverzahnung der Getriebeeingangswelle oder unter Zwischenschaltung einer Hülse an der Laufverzahnung oder beispielsweise an einem zusätzlich an der Getriebeeingangswelle ausgebildeten Wellenabsatz abstützen.
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung ist das E- Maschinen-Lager kleiner dimensioniert und damit kostengünstiger, da dieses lediglich dazu dient, die vergleichsweise geringen Kräfte, die aus dem Gewicht des Rotors der elektrischen Maschine resultieren, aufzunehmen. 6
Durch die steigenden Durchmesser, die an der Getriebeeingangswelle ausgehend vom deckelseitigen Lager in Richtung Mitte der Getriebeeingangswelle in Richtung des Dichtelements beispielsweise eines Radialdichtrings ausgeführt werden, besteht die Möglichkeit, die Rotorwelle von der Seite der elektrischen Maschine her im E-Achsen-Modul einzubauen. Dadurch wird die Möglichkeit eröffnet, eine bereits an der Getriebeeingangswelle montierte elektrische Maschine, beispielsweise den Rotor mit oder ohne Anschluss an die Leistungselektronik zu prüfen, bevor das E-Achsen-Modul durch den Anbau des Getriebes komplettiert wird.
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung werden bevorzugt Wälzlager eingesetzt, die beispielsweise als Radialrillenkugellager, als Schrägkugellager, als Zylinderrollenlager oder als Kegelrollenlager ausgeführt werden.
Die durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lageranordnung dreifach abgestützte Getriebeeingangswelle kann einteilig hergestellt sein oder aus einzelnen Wellenabschnitten, die aus verschiedenen Werkstoffen gefertigt sind, gefügt werden. Zum Fügen der aus unterschiedlichen Materialien hergestellten Wellenabschnitte lassen sich beispielsweise Reib-, Laser- und Kondensatorentladungsschweißen einsetzen. Die Ausführung der Getriebeeingangswelle als mehrteilige Welle aus mehreren miteinander gefügten Wellenabschnitten bietet den Vorteil, dass der jeweils geeignetste Werkstoff für die Funktionen, so zum Beispiel Laufverzahnung und Rotorwelle eingesetzt werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 die Komponenten der erfindungsgemäßen Lageranordnung, in denen die Getriebeeingangswelle eines E-Achsen-Moduls mehrfach gelagert ist, - 7 -
Figur 2 die Lageranordnung zur Mehrfachlagerung der
Getriebeeingangswelle eingebaut in ein E-Achsen-Modul mit Getriebe und elektrischer Maschine,
Figur 3 eine schematische Darstellung der Durchmesserabstufung an der Getriebeeingangswelle und
Figur 4 eine schematische Darstellung der ersten X-Anordnung im Bereich des Getriebes sowie der zweiten X-Anordnung an den Außenseiten des E-Achsen-Moduls.
Ausführungsformen der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung 22, zur Mehrfachlagerung einer Getriebeeingangswelle 24 in einem E-Achsen-Modul 10.
Das E-Achsen-Modul 10 gemäß der schematischen Darstellung in Figur 1 umfasst neben der elektrischen Maschine 12 ein Getriebe 14. Das E-Achsen- Modul 10 umfasst ein Systemgehäuse 16, welches auf einer getriebeseitigen Seite des E-Achsen-Moduls 10 durch einen angedeuteten Getriebedeckel 18 verschlossen wird. Auf der gegenüberliegenden Seite des E-Achsen-Moduls 10 wird das Systemgehäuse 16 beispielsweise durch einen Getriebedeckel 20 der elektrischen Maschine 12 verschlossen. In der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung 22 gemäß Figur 1 ist die Getriebeeingangswelle 24 mehrfach gelagert. Die Getriebeeingangswelle 24 umfasst im Bereich der elektrischen Maschine 12 des E-Achsen-Moduls 10 einen Rotor 26, der von einem in Figur 2 dargestellten Statorgehäuse 52 umschlossen ist, in dem sich ein Stator 54 befindet. 8
Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht hervor, dass die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lageranordnung 22 ein deckelseitiges Lager 30 aufweist. Das deckelseitige Lager 30 ist beispielsweise mittels einer Passscheibe 28, die im Getriebedeckel 20 verbaut wird, hinsichtlich seiner definierten Vorspannung einstellbar. Des Weiteren geht aus der Darstellung gemäß Figur 1 hervor, dass auf der Getriebeeingangswelle 24 ein Parksperrenrad 32 aufgenommen sein kann, welches mit einer Passverzahnung 36 drehfest auf der Getriebeeingangswelle 24 befestigt ist. Unmittelbar neben dem optional vorhandenen Parksperrenrad 32 ist auf der Getriebeeingangswelle 24 eine Laufverzahnung 34 ausgebildet. Über diese Laufverzahnung 34 wird das Drehmoment der elektrischen Maschine 12 in das Getriebe 14 des E-Achsen- Moduls 10 eingeleitet.
Das Getriebe 14 im E-Achsen-Modul 10 umfasst darüber hinaus ein gehäuseseitiges Lager 40, dessen Innenring mit einem Sicherungsring 38 in axiale Richtung auf der Getriebeeingangswelle 24 fixiert sein kann. Das gehäuseseitige Lager 40 ist in einem in Figur 1 angedeuteten Systemgehäuse 16 gelagert. In unmittelbarer Nähe zum gehäuseseitigen Lager 40 ist ein Dichtelement 42 mit einer nicht näher dargestellten Lauffläche zusammenwirkend angeordnet. Dabei handelt es sich beispielsweise um einen Radialwellendichtring. Durch das Dichtelement 42 wird das Innere der elektrischen Maschine 12 von dem mit einem Schmiermittel benetzten Innenraum des Getriebes 14 getrennt.
Schließlich ist die Getriebeeingangswelle 24 im Rahmen der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung 22 in einem E-Maschinen-Lager 44 gelagert. Dieses ist im Vergleich zum deckelseitigen Lager 30 und zum gehäuseseitigen Lager 40 kleiner dimensioniert, da das E-Maschinen-Lager 44 auf der Seite des E-Achsen-Moduls 10, an dem der Deckel 20 montiert wird, lediglich den Rotor 26 der elektrischen Maschine 12 abstützt. Die im Getriebe 14 auftretenden Kräfte werden durch die erstgenannten Lagerkomponenten, d. h. das deckelseitige Lager 30 sowie das gehäuseseitige Lager 40, aufgenommen. Im E-Maschinen- Lager 44 ist beispielsweise eine Wellenfeder 46 angeordnet, so dass ein sich einstellendes Axialspiel der Getriebeeingangswelle 24 ausgeglichen werden kann. Alternativ kann anstelle einer Wellenfeder 46 eine Tellerfeder oder auch ein Tellerfedernpaket eingesetzt werden. - 9 -
Die Getriebeeingangswelle 24 kann aus einem durchgängigen Material einteilig ausgeführt sein. Daneben besteht die Möglichkeit, die Getriebeeingangswelle 24, die in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung 22 mehrfach im E-Achsen-Modul 10 gelagert ist, abschnittsweise aus mehreren Wellenabschnitten zu fügen. Die einzelnen Wellenabschnitte können aus verschiedenen Materialien gefertigt sein und an ihren Stoßstellen über stoffschlüssige Verbindungsverfahren, bevorzugt das Reibschweißen, das Laserschweißen oder das Kondensatorentladungsschweißen stoffschlüssig miteinander gefügt werden. Die mehrteilige Ausbildung der Getriebeeingangswelle 24 hat den Vorteil, dass entsprechend der Funktion des jeweiligen Abschnitts der Getriebeeingangswelle 24 ein dafür optimal geeignetes Material ausgewählt werden kann.
Bei der in Figur 1 dargestellten erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung 22 werden als deckelseitiges Lager 30, als gehäuseseitiges Lager 40 und als E-Maschinen-Lager 44 - wenngleich dieses auch kleiner dimensioniert werden kann - bevorzugt Wälzlager eingesetzt. Dabei kann es sich um Radialrillenkugellager handeln oder um Schrägkugellager,
Zylinderrollenlager, Kegelrollenlager oder dergleichen mehr.
Die in Figur 1 dargestellte Laufverzahnung 34 kann direkt im Bereich des Getriebes 14 im Material der Getriebeeingangswelle 24 hergestellt werden oder aber diese kann über eine Steckverzahnung als Ritzel dargestellt sein. In diesem Falle kann das Ritzel als ein zusätzliches Bauteil in Gestalt einer Hülse realisiert werden und eine zusätzliche axiale Fixierung besitzen. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, Axialkräfte ein- oder beidseitig über die Lagerinnenringe des deckelseitigen Lagers 30 sowie des gehäuseseitigen Lagers 40 abzustützen.
Der Darstellung gemäß Figur 2 sind das E-Achsen-Modul 10 samt Getriebekomponenten 50 und die in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung 22 mehrfach gelagerte Getriebeeingangswelle 24 zu entnehmen.
Aus der Darstellung gemäß Figur 2 geht hervor, dass das Drehmoment erzeugt durch die elektrische Maschine 12 des E-Achsen-Moduls 10 über die Laufverzahnung 34 an miteinander kämmende Getriebekomponenten 50 des Getriebes 14 übertragen wird. Der Rotor 26 der elektrischen Maschine 12 rotiert innerhalb eines Stators 54, der im Statorgehäuse 52 aufgenommen ist. 10
Das deckelseitige Lager 30 ist auf einem Lagersitz 56 im Bereich des Getriebedeckels 18 aufgenommen, während das gehäuseseitige Lager 40 der Getriebeeingangswelle 24 auf einem Lagersitz 58 der Getriebeeingangswelle 24 aufgenommen ist. Neben diesem befindet sich ein zum Beispiel als Radialwellendichtring gestaltbares Dichtelement 42, welches den Innenraum des Getriebes 14 vom Innenraum der elektrischen Maschine 12 trennt, sodass im Getriebe 14 zirkulierendes Schmiermittel vom Innenraum der elektrischen Maschine 12 des E-Achsen-Moduls 10 ferngehalten werden kann.
Aus der Darstellung gemäß Figur 2 geht darüber hinaus hervor, dass das auf einem Lagersitz 62 der Getriebeeingangswelle 24 aufgenommene E-Maschinen- Lager 44 durch den Deckel 20 am E-Achsen-Modul 10 überdeckt und abgeschlossen ist.
Der Darstellung gemäß Figur 3 ist in schematischer Weise eine Ausführungsvariante der in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung 22 mehrfach zu lagernden Getriebeeingangswelle 24 zu entnehmen. In Anlehnung an die bereits im Zusammenhang mit Figur 1 und 2 beschriebenen Details wird die Getriebeeingangswelle 24, die in der Darstellung gemäß Figur 3 in perspektivischer Ansicht und ohne auf dieser angeordnete Komponenten dargestellt ist, in Montagerichtung 64 von der Seite der elektrischen Maschine 12 her in das E-Achsen-Modul 10 eingebaut. Um eine einfache und rasche, dabei robuste und präzise Montage zu ermöglichen, welche in Montagerichtung 64 erfolgt, weist die Getriebeeingangswelle 24 einzelne Abstufungen von Funktionsdurchmessern auf. Diese sind im Einzelnen so beschaffen, dass ausgehend vom Lagersitz 56, der zur Aufnahme des deckelseitigen Lagers 30 dient, entgegen der Montagerichtung 64 Funktionsdurchmesser der einzelnen Komponenten ansteigend ausgeführt sind. Der Lagersitz 56 zur Aufnahme des deckelseitigen Lagers 30 ist in einem ersten Funktionsdurchmesser 66 ausgeführt. Ein sich an den Lagersitz 56 anschließender zweiter Funktionsdurchmesser 68 der Laufverzahnung 34 (Kopfkreisdurchmesser) ist in dem zweiten Funktionsdurchmesser 68 ausgeführt, der den ersten Funktionsdurchmesser 66 des Lagersitzes 56 der Getriebeeingangswelle 24 übersteigt. Ferner ist ein dritter Funktionsdurchmesser 70 vorgesehen, an welchem der Lagersitz 58 zur Aufnahme des gehäuseseitigen Lagers 40 ausgebildet ist. Der größte, vierte Funktionsdurchmesser 72 der 11
Getriebeeingangswelle 24 ist durch eine Lauffläche 60 für das Dichtelement 42, welches als Radialwellendichtring ausgebildet ist, gegeben. Hinsichtlich der Abstufung der Funktionsdurchmesser 66, 68, 70, 72 übersteigt der vierte Funktionsdurchmesser 72 den dritten Funktionsdurchmesser 70, dieser wiederum den zweiten Funktionsdurchmesser 68, der den erstgenannten Funktionsdurchmesser 66 übersteigt. Damit ergibt sich eine Zunahme der Funktionsdurchmesser 66, 68, 70, 72 ausgehend vom Lagersitz 56 in Richtung auf die Mitte der Getriebeeingangswelle 24, d. h. in Richtung auf die Lauffläche 60 des Dichtelements 42. Der vierte Funktionsdurchmesser 72 ist nicht notwendigerweise der absolut größte Durchmesser der Getriebeeingangswelle 24; Er muss nur größer sein als alle getriebeseitigen Durchmesser. Die Wellenabschnitte der Getriebeeingangswelle 24, die E-maschinenseitig angeordnet sind, können auch größere Durchmesser aufweisen. Der Vollständigkeit halber sei auf den Lagersitz 62 verwiesen, der jedoch bei der Montage der Getriebeeingangswelle 24 in Montagerichtung 64 von untergeordneter Bedeutung ist. Zwischen den einzelnen vorstehend beschriebenen Funktionsdurchmessern 66, 68, 70, 72 können auch Wellenabschnitte der Getriebeeingangswelle 24 liegen, die einen kleineren Durchmesser aufweisen.
Bei der Montage der Getriebeeingangswelle 24 mit der dargestellten Stufung der Funktionsdurchmesser 66, 68, 70, 72 in Montagerichtung 64 und der Montage des Rotors 26 der elektrischen Maschine 12 am Umfang der Getriebeeingangswelle 24 kann eine derart vormontierte Einheit, egal ob mit oder ohne Leistungselektronik, vor kompletter Montage des E-Achsen-Moduls 10 gemäß der Darstellung in Figur 2 getestet und geprüft werden. Erst in einem nachgeordneten Arbeitsgang kann beispielsweise das Getriebe 14 mitsamt seiner Komponenten 50 komplett montiert werden. Dies ermöglicht hinsichtlich der Fertigung und der Prüfung der einzelnen Komponenten Getriebe 14 und elektrische Maschine 12 des E-Achsen-Moduls 10 voneinander getrennte Prüf- und Testvorgänge. Diese können durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Lagerungskonzept zur Mehrfachlagerung der Getriebeeingangswelle 24 mitsamt der an dieser aufgenommenen Komponente eingesetzt werden.
Der Darstellung gemäß Figur 4 ist zu entnehmen, dass in Bezug auf das Getriebe 14 das deckelseitige Lager 30 und das gehäuseseitige Lager 40 in einer ersten X-Anordnung 74 zueinander angeordnet sind. Im Bereich des Getriebes 12
14 treten aufgrund der dort miteinander kämmenden, in der Regel als Zahnräder ausgebildeten Getriebekomponenten 50 Axialkräfte auf, die durch die erste X- Anordnung 74 beziehungsweise durch deren definierte Vorspannung aufgenommen werden. Dazu kann in vorteilhafter Weise eine definierte Vorspannung im Rahmen der ersten X-Anordnung 74 des deckelseitigen Lagers 30 und des gehäuseseitigen Lagers 40 erreicht werden. Die Vorspannung lässt sich beispielsweise über eine geeignete Auswahl der Passscheibe 28 einstellen (vgl. Darstellung gemäß Figur 1).
Im größeren Rahmen ist hervorzuheben, dass eine zweite X-Anordnung 76 am E-Achsen-Modul 10 durch das deckelseitige Lager 30 einerseits und das E- Maschinen-Lager 44 andererseits gegeben ist. Während das deckelseitige Lager 30 gleichzeitig Teil der ersten X-Anordnung 74 ist, ist das E-Maschinen-Lager 44, welches durch den Deckel 20 des E-Achsen-Moduls 10 verschlossen ist, nur Teil der zweiten X-Anordnung 76. Im Rahmen der zweiten X-Anordnung 76 erfolgt eine Spielkompensation durch eine in Figur 1 dargestellte Wellenfeder 46, die das E-Maschinen-Lager 44 in axiale Richtung beaufschlagt.
In den vorstehend dargestellten Figuren 1 bis 4 ist eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung 22 eines E-Achsen-Moduls 10 beschrieben. Dieses wird im elektrischen Antriebsstrang eines elektrisch angetriebenen Personenkraftwagens oder eines elektrisch angetriebenen Nutzfahrzeugs eingesetzt. Neben der anhand der Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung 22 zur Mehrfachlagerung der Getriebeeingangswelle 24 in den Gehäusekomponenten 50 des E-Achsen-Moduls 10 bestehen zahlreiche Abwandlungsvarianten hinsichtlich der im E-Achsen-Modul 10 aufgenommenen einzelnen Komponenten 50. So kann das Parksperrenrad 32 optional vorhanden sein und stoffschlüssig über eine Schweißung am Umfang der Getriebeeingangswelle 24 befestigt werden. Alternativ besteht die Möglichkeit, das Parksperrenrad 32 drehfest mittels einer Steckverzahnung oder mittels der Passverzahnung 36 auf dem Umfang der Getriebeeingangswelle 24 zu fixieren. Das deckelseitige Lager 30 und das gehäuseseitige Lager 40 können auch als Fest- Los- Lagerung realisiert werden, wobei entweder das deckelseitige Lager 30 oder das gehäuseseitige Lager 40 das Festlager der Fest-Los-Lagerung darstellt. Das Los-Lager kann in diesem Fall zusätzlich über ein Federelement oder eine Scheibe dargestellt sein. - 13 -
In einer weiteren Ausführungsmöglichkeit kann zwischen dem Lagersitz 58 und der Lauffläche 60 für das Dichtelement 42 in Gestalt eines Radialwellendichtrings am Wellenabsatz ein Ring eingesetzt werden. Dieser kann sich am Innenring des gehäuseseitigen Lagers 40 und am Wellenabsatz abstützen, um die
Kontaktfläche zu vergrößern. Dadurch kann eine Verringerung eines notwendigen Durchmessersprungs an der Getriebeeingangswelle 24 im Bereich des Lagersitzes 58 und der Lauffläche 60 für die Montage des Dichtelements 42 erreicht werden. Die Kantenradien am Innenring des gehäuseseitigen Lagers 40 können reduziert ausgebildet werden, um den notwendigen Durchmessersprung an der Getriebeeingangswelle 24 zwischen dem Lagersitz 58 einerseits und der Lauffläche 60 des Dichtelements 42 andererseits möglichst gering zu halten.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die
Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.

Claims

- 14 - Ansprüche
1. Lageranordnung (22) eines E-Achsen-Moduls (10) mit einer elektrischen Maschine (12) und einem Getriebe (14) und mit einer mehrfach gelagerten Getriebeeingangswelle (24), dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (22) im Getriebe (14) als erste X-Anordnung (74) eines deckelseitigen Lagers (30) und eines gehäuseseitigen Lagers (40) ausgeführt und die Getriebeeingangswelle (24) ausgehend von einem Lagersitz (56) des deckelseitigen Lagers (30) im Wesentlichen steigende Funktionsdurchmesser (66, 68, 70, 72) zur Mitte der Getriebeeingangswelle (24) hin aufweist.
2. Lageranordnung (22) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (24) einteilig ausgeführt ist oder mehrere Wellenabschnitte aus voneinander verschiedenen Materialien umfasst, die über Reib-, Laser- oder Kondensatorentladungsschweißen miteinander gefügt sind.
3. Lageranordnung (22) gemäß den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese das deckelseitige Lager (30), das gehäuseseitige Lager (40) sowie ein E-Maschinen-Lager (44) umfasst.
4. Lageranordnung (22) gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das deckelseitige Lager (30), das gehäuseseitige Lager (40) und das E-Maschinen-Lager (44) als Radialrillenkugellager, als Schrägkugellager, als Zylinderrollenlager oder als Kugelrollenlager ausgeführt sind.
5. Lageranordnung (22) gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (24) eine Laufverzahnung (34) aufweist, die in der Getriebeeingangswelle (24) ausgeführt ist oder über eine Wellen-Naben-Verbindung, insbesondere eine Steckverzahnung, als Ritzel ausgeführt ist. - 15 -
6. Lageranordnung (22) gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (24) mit vormontiertem Rotor (26) der elektrischen Maschine (12) in Montagerichtung (64) in ein Systemgehäuse (16) montierbar ist.
7. Lageranordnung (22) gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (24) den Lagersitz (56) des deckelseitigen Lagers (30) umfasst, der in einem ersten Funktionsdurchmesser (66) ausgeführt ist und ferner die Laufverzahnung (34) aufweist, die in einem zweiten Funktionsdurchmesser (68) ausgeführt ist, der den ersten Funktionsdurchmesser (66) übersteigt und einen Lagersitz (58) des gehäuseseitigen Lagers (40) aufweist, der in einem dritten Funktionsdurchmesser (70) ausgeführt ist, der die ersten und zweiten Funktionsdurchmesser (66, 68) übersteigt sowie eine Lauffläche (60) des Dichtelements (42), deren vierter Funktionsdurchmesser (72) die ersten, zweiten und dritten Funktionsdurchmesser (66, 68, 70) übersteigt.
8. Lageranordnung (22) gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich Axialkräfte von Getriebekomponenten (50) des Getriebes (14), die in Richtung des deckelseitigen Lagers (30) wirken, an der Laufverzahnung (34) direkt oder indirekt unter Zwischenschaltung einer Hülse abstützen.
9. Lageranordnung (22) gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich Axialkräfte von Getriebekomponenten (50) des Getriebes (14), die in Richtung des deckelseitigen Lagers (30) wirken, an einem zusätzlichen Wellenabsatz der Getriebeeingangswelle (24) oder an einem auf dieser direkt angeordneten Parksperrenrad (32) abstützen.
10. Lageranordnung (22) gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Parksperrenrad (32) unmittelbar an der Laufverzahnung (34) oder unter Zwischenschaltung einer Hülse an der Laufverzahnung (34) oder einem zusätzlichen Wellenabsatz der Getriebeeingangswelle (24) abstützt. - 16 - Lageranordnung (22) gemäß den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im E-Achsen-Modul (10) das deckelseitige Lager (30) und das E-Maschinen-Lager (44) eine zweite X-Anordnung (76) bilden. Verwendung der Lageranordnung (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 im elektrischen Antriebsstrang eines elektrisch angetriebenen Personenkraftwagens oder eines elektrisch angetriebenen Nutzfahrzeugs.
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