WO2012139835A1 - Antriebsvorrichtung mit wenigstens einer elektrischen maschine - Google Patents

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WO2012139835A1
WO2012139835A1 PCT/EP2012/054218 EP2012054218W WO2012139835A1 WO 2012139835 A1 WO2012139835 A1 WO 2012139835A1 EP 2012054218 W EP2012054218 W EP 2012054218W WO 2012139835 A1 WO2012139835 A1 WO 2012139835A1
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drive device
rolling elements
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Tomas Smetana
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • the invention relates to a drive device with at least one electric machine, with a transfer case and with an angle drive between the electric machine and the transfer case, wherein the angle drive has at least one pinion shaft with a pinion and a gear meshing with the pinion and connected to the transfer case crown gear and wherein the pinion shaft is guided concentrically to the axis of rotation of a rotor of the electric machine through the rotor shaft and wherein the rotor and the pinion shaft are rotatably mounted about the rotation axis relative to a stator of the electric machine and a pinion shaft bearing for supporting the pinion shaft.
  • Such a drive device is described in DE 1 0 2008 029 287 B4.
  • the drive device has an electrical machine, which is provided as a main or auxiliary drive in the drive device for driving a transfer case, for example a differential.
  • the differential sits on a rear axle and distributes drive torque to driven wheels of the rear axle. It is constructed as a classic bevel gear differential and accordingly has a differential cage, differential gears and axle shaft.
  • the pinion shaft is to an angle drive in operative connection with the transfer case.
  • the angle drive is formed by the pinion shaft of the pinion shaft designed as a bevel gear and a crown gear designed as a bevel gear.
  • the ring gear is attached to the differential cage. Pinion and ring gear are in each other Meshing.
  • the pinion shaft is connected via a cardan shaft to a vehicle transmission, which is operatively connected to an internal combustion engine,
  • the pinion shaft is guided through the electric motor and arranged with its own axis of rotation concentric with the rotor shaft designed as a hollow shaft.
  • the pinion shaft is heavily loaded and therefore mounted in duplicate on a bearing point located between the electric motor and the differential.
  • Pinion shaft bearings are usually formed of two mutually employed inclined bearings, each of which has a number of rolling elements.
  • the rolling elements are usually either tapered rollers or balls.
  • the object of the invention is to provide a drive device and a pinion shaft bearing, which is compact and therefore requires little space and can be installed easily and inexpensively.
  • the pinion shaft is mounted so as to be capable of rotation relative to the rotor, at least at a bearing point formed in the electrical machine, about the axis of rotation.
  • the bearing point for supporting the pinion shaft accordingly does not close, as in the prior art, to the electric machine axially outside the electric machine but is integrated in the electric machine.
  • the claimed by the device axial space is therefore reduced compared to the prior art.
  • the bearing point has, according to one embodiment of the invention, at least one roller bearing with which the pinion shaft is rotatably mounted about the rotational axis relative to the rotor. At least part of the rolling bearing is in a radially outwardly of the rotor and / or limited by the stator annulus arranged between the rotor shaft and / or the pinion shaft so that at least a part of the rolling bearing is completely surrounded by the rotor and / or the stator.
  • the stator, the rotor, the roller bearing, the pinion shaft and optionally the rotor shaft are concentric with one another.
  • the pinion shaft and the rotor are mounted for rotation independently of each other about a common axis of rotation.
  • the pinion shaft of the rotor are each rotatably mounted with at least one row of rolling elements. Under a series are in the sense circumferentially adjacent on a circumferential line rolling elements to understand. Rolling elements are balls or rollers. Both rows are surrounded in the electric machine by the rotor and / or the stator.
  • Wälzlaufbahnen which have ball grooves, cylindrical surfaces or conical surfaces depending on the design of the rolling elements.
  • Wälzlaufbahnen are formed on bearing rings - inner or outer rings - on shafts or housings directly.
  • a further embodiment of the invention provides that the Wälzlaufbahn (s) of the series (s) for supporting the pinion shaft and the rotor are arranged on a common carrier in the bearing, formed or axially connected to each other by this.
  • a carrier is, for example, a sleeve which accommodates two bearing rings, one of the bearing rings having one or more rolling raceways for a row for supporting the pinion shaft and one of the bearing rings having one or more rolling raceways for supporting the rotor.
  • the carrier is preferably a common bearing ring for all rows of rolling elements, with which the pinion shaft and the rotor are rotatably mounted about the axis of rotation.
  • the bearing ring is preferably an outer ring.
  • an embodiment provides a rolling bearing for supporting the pinion shaft, which has at least one Wälzlaufbahn for a series of rolling elements for rolling bearing of the pinion shaft, but preferably two Wälzlaufbahnen, and at least one Wälzlaufbahn for a number of rolling elements to support the rotor is / are.
  • the bearing assembly is very compact and may be formed together with the pinion shaft as a pre-assembly, which is ready to be used in the electric machine.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a drive device 1, not shown completely, along the main axis 2 of the drive device 1.
  • FIG. 2 shows a section through the drive device 1 transversely to the main axis 2 along the line II-II according to FIG. 1.
  • Figure 3 shows, enlarged and not to scale, the detail Z of Figure 1 with a bearing point 1 1 for supporting a pinion shaft 5a and a rotor shaft 7a.
  • FIG. 4 shows the detail Z from FIG. 1 but with an alternative design of a pinion shaft bearing 10 at the bearing point 11.
  • the drive device 1 has an electric machine 3 and a differential 4.
  • the electric machine 3 is connected via a not shown active connection with a pinion shaft 5a.
  • the operative connection may be a clutch or a transmission or may be a combination of clutch and transmission.
  • the transmission is for example a planetary gear.
  • the pinion shaft 5 a is arranged concentrically to the rotor shaft 7 a, to the stator 8 and to the rotor 7 and guided axially along the main axis 2 through the electric machine 3.
  • the pinion shaft 5a is part of an angle drive 5, which is further formed by a pinion 5b and a ring gear 5c.
  • the pinion 5b is a bevel gear, which sits firmly on the pinion shaft 5a.
  • the ring gear 5 c is fixedly mounted on a differential cage 4 a of the differential 4.
  • the differential 4 is from the differential cage 4a, in which differential gears 4b are rotatably mounted, and from not shown Achswellenziern, which are rotatably mounted in the differential cage 4a and 4b are in meshing with the differential gears formed.
  • the axle-shaft wheels are connected to axle shafts 4c.
  • the axle shafts 4c are provided with flanges 4e through which connections to driven shafts / wheels can be made.
  • the angle drive 5 is formed by the meshing of the pinion 5b in a toothing of the ring gear 5c, wherein the axes of rotation 5d of the pinion shaft 5a and the axis of rotation 4d of the Achswellenlie 4c transverse to each other.
  • the axis of rotation 5d of the pinion shaft 5a corresponds to the main axis 2.
  • the axis of rotation 4d of the axle shaft gears 4c corresponds to the axis of rotation of the ring gear 5c and extends in the illustration of Figure 1 perpendicular to the image plane in and out of ..
  • the electric machine 2 is selectively switchable as an electric motor or as a generator and has a stator 6 and a rotor 7.
  • the stator 6 is fixed to a housing 8 of the drive device 1.
  • the rotor 7 is seated on a rotor shaft 7a.
  • the rotor shaft 7a and thus the rotor 7 are rotatably mounted about the rotation axis 5d at two bearing points 9 and 11.
  • the bearing 9 is formed by a rolling bearing 9 a, which is accommodated in a bearing plate 12.
  • the ball bearing 13 also has a series of balls 13b, which are arranged radially between Wälzlaufbahnen of the inner ring 13a and an outer ring 13c associated with the ball bearing 13c , On the outer ring 13c, the rotor shaft 7a is supported.
  • the other bearing 1 1 has three rows 14, 15 and 16 axially adjacent rolling elements 14 ', 15' and 16 ', the outer Wälzlaufbahnen 18, 26, 27 are formed together on a support 20.
  • the carrier 20 is in this case an outer ring 21 with a flange 21 a.
  • the flange 21 a is screwed to a housing 22 of the drive device 1.
  • the rotor shaft 7a is deviating from the arrangement in the bearing 9 not on a Au texring a rolling bearing but in an inner ring 17a of a ball bearing 1 7 received ( Figure 3).
  • the rotor 7 is thus supported on the carrier 20 via the inner ring 17a and the rolling elements 14 'of the row 14 and on the housing 22 via the flange 21.
  • the trained as balls rolling elements 14 ' run in a trained as a ball groove Wälzlaufbahn 18 directly on the carrier 20 from.
  • the rotor shaft 7a is designed as a hollow shaft in which the pinion shaft 5a is in contactless contact with the rotor shaft 7a.
  • the pinion shaft 5a is rotatably supported by the rows 15 and 16 about the rotation axis 5d.
  • the rolling elements 15 'and 16' are each assigned a trained inner Wälzlaufbahnen 19 and 23 on inner rings 24 and 25.
  • the inner rings 24 and 25 sit on the pinion shaft 5a.
  • Outer Wälzlaufbahnen 26 and 27 for the rolling elements 1 5 'and 16' are conically formed directly on the carrier 20.
  • the pinion shaft 5a is rotatably supported on the carrier 20 via the inner rings 24 and 25, the rolling elements 15 'and 16' and the externa ßeren Wälzlaufbahnen 26 and 27 and supported on the carrier 20 by means of the flange 21 on the housing 22.
  • the rolling bearings formed by the rows 15 and 16 are angular contact bearings, which are axially biased against each other by means of a nut 29 play.
  • the nut 29 is screwed onto a thread 31 and axially against the inner ring 24.
  • a seal 32 is inserted in the limited by the carrier 20 and the pinion shaft 5d annular space between the rows 15 and 16, a seal 32 is inserted.
  • the rolling elements 15 and 16 are respectively supported on the carrier 20, which is formed from the carrier 20 and the rows 14, 15, 16 with inner rings 17 a, 24 and 25 pinion shaft bearing 1 0 with the assembled pinion shaft 5 d and the seal 32nd a self-contained assembly, which is prior to assembly of the Drive device can be pre-assembled and inserted axially into the electric machine 3 and can be fixed by means of the flange 21 to the housing 22.
  • the rows 14 and 15 are radially outwardly completely surrounded by the rotor shaft 7a, the rotor 7 and the stator.
  • the row 16 is completely surrounded radially outside of the stator 8.
  • the pinion shaft bearing 30 shown in FIG. 4 differs from the pinion shaft bearing 10 essentially only in that it has a sleeve-shaped carrier 33 made of sheet metal.
  • the rolling elements 14 'of the row 14 of the ball bearing 17 run on an outer Wälzlaufbahn 34, which is formed on a designed as an outer ring 17b.
  • the bearing ring 17b is firmly seated in the carrier 33.
  • the rolling elements 15 'of the tapered roller bearing run on an outer Wälzlaufbahn 35, which is formed on a designed as an outer ring bearing ring 36.
  • the bearing ring 36 is seated in the carrier 33 and is axially supported on a locking ring 40.
  • the rolling elements 16 'of the pinion near tapered roller bearing run on an externa ßeren Wälzlaufbahn 37, which is formed on a designed as an outer ring bearing ring 38.
  • the bearing ring 38 is seated in the carrier 33 and is axially supported on a shoulder 33 a of the carrier 33.
  • the rotor shaft 7a is designed as a hollow shaft in which the pinion shaft 5a is in contactless contact with the rotor shaft 7a.
  • the pinion shaft 5a is rotatably supported by the rolling elements 1 5 'and 16 about the rotation axis 5d.
  • the rolling elements 15 'and 16' are each assigned conically shaped inner Wälzlaufbahnen 19 and 23 on inner rings 24 and 25.
  • the inner rings 24 and 25 sit on the pinion shaft 5a.
  • the pinion shaft 5a is rotatably mounted on the carrier 33 via the inner rings 24 and 25, the rolling elements 15 'and 16' and on the bearing rings 17b, 36 and 38 and supported on the carrier 33 via a flange, not shown on the housing 22.
  • the rolling bearings formed by the rolling elements 1 5 'and 16' of the rows 15 and 16 are angular contact bearings, which are axially biased against each other by means of a nut 29 without play.
  • the nut 29 is screwed onto a thread 31 and axially against the inner ring 24. In the limited by the carrier 33 and the pinion shaft 5d annular space between the rows 15 and 16, a seal 39 is inserted.
  • bearing rings 1 7b, 36 and 38 are respectively supported on the carrier 33, which is formed from the carrier 33, the bearing rings 17b, 36 and 38 and from the rows 14, 15, 16 with inner rings 17a, 24 and 25 Pinion shaft bearing 30 with the assembled pinion shaft 5d and the seal 39, a self-holding assembly that can be pre-assembled prior to assembly of the drive device and axially inserted into the electric machine 3 and can be secured by means of a flange of the carrier 33 to the housing 22 ,

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (1) mit wenigstens einer elektrischen Maschine (3), mit einem Differenzial (4) und mit einem Winkeltrieb (5) zwischen der elektrischen Maschine (3) und dem Differenzial (4), wobei der Winkeltrieb (5) wenigstens eine Ritzelwelle (5a) mit einem Ritzel (5b) und ein mit dem Ritzel (5b) im Zahneingriff stehendes und mit dem Differenzial (4) verbundenes Tellerrad (5c) aufweist und dabei die Ritzelwelle (5a) konzentrisch zur Rotationsachse (5d) eines Rotors (7) der elektrischen Maschine (3) durch die Rotorwelle (7a) hindurchgeführt ist und wobei der Rotor (7) und die Ritzelwelle (5a) um die Rotationsachse (5d) relativ zu einem Stator (8) der elektrischen Maschine (3) rotationsbeweglich gelagert sind.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Antriebsvorrichtung mit wenigstens einer elektrischen Maschine
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit wenigstens einer elektrischen Maschine, mit einem Verteilergetriebe und mit einem Winkeltrieb zwischen der elektrischen Maschine und dem Verteilergetriebe, wobei der Winkeltrieb wenigstens eine Ritzelwelle mit einem Ritzel und ein mit dem Ritzel im Zahneingriff stehendes und mit dem Verteilergetriebe verbundenes Tellerrad aufweist und dabei die Ritzelwelle konzentrisch zur Rotationsachse eines Rotors der elektrischen Maschine durch die Rotorwelle hindurchgeführt ist und wobei der Rotor und die Ritzelwelle um die Rotationsachse relativ zu einem Stator der elektrischen Maschine rotationsbeweglich gelagert sind und eine Ritzelwellenlagerung zum Lagern der Ritzelwelle.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartige Antriebsvorrichtung ist in DE 1 0 2008 029 287 B4 beschrieben. Die Antriebsvorrichtung weist eine elektrischen Maschine, die als Haupt- oder Hilfsantrieb in der Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Verteilergetriebes, beispielsweise eines Differenzials vorgesehen ist.
Das Differenzial sitzt an einer Hinterachse und verteilt Antriebsmomente auf angetriebene Räder der Hinterachse. Es ist als klassisches Kegelraddifferenzial aufgebaut und weist dementsprechend einen Differenzialkorb, Ausgleichsräder und Achswellenräder auf.
Die Ritzelwelle steht dazu über einen Winkeltrieb in einer Wirkverbindung mit dem Verteilergetriebe. Der Winkeltrieb ist durch das als Kegelrad ausgeführte Ritzel der Ritzelwelle und ein als Kegelrad ausgeführtes Tellerrad gebildet. Das Tellerrad ist an dem Differenzialkorb befestigt. Ritzel und Tellerrad stehen miteinander im Zahneingriff. Die Ritzelwelle ist über eine Kardanwelle mit einem Fahrzeuggetriebe verbunden, welches mit einem Verbrennungsmotor wirkverbunden ist,
Die Ritzelwelle ist durch den Elektromotor hindurch geführt und mit der eigenen Rotationsachse konzentrisch zu der als Hohlwelle ausgebildeten Rotorwelle angeordnet. Die Ritzelwelle ist hoch belastet und deshalb an einer zwischen dem Elektromotor und dem Differenzial liegenden Lagerstelle zweifach gelagert. Ritzelwellenlagerungen sind in der Regel aus zwei gegeneinander angestellten Schräglagern gebildet, von denen jedes eine Reihe Wälzkörper aufweist. Die Wälzkörper sind in der Regel wahlweise Kegelrollen oder Kugeln. Es gibt auch Ritzelwellenlagerungen, in denen Zylinderrollen zum Einsatz kommen.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung und eine Ritzelwellenlagerung zu schaffen, die kompakt gebaut ist und dementsprechend wenig Bauraum für sich beansprucht und die sich einfach und kostengünstig montieren lässt.
Diese Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist die Ritzelwelle wenigstens an einer in der elektrischen Maschine ausgebildeten Lagerstelle um die Rotationsachse relativ zum Rotor rotationsbeweglich gelagert. Die Lagerstelle zur Lagerung der Ritzelwelle schließt sich demnach wie beim Stand der Technik nicht mehr au ßerhalb der elektrischen Maschine axial an die elektrische Maschine an, sondern ist in die elektrische Maschine integriert. Der durch die Vorrichtung beanspruchte axiale Bauraum ist deshalb im Vergleich zum Stand der Technik reduziert.
Die Lagerstelle weist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wenigstens ein Wälzlager auf, mit dem die Ritzelwelle um die Rotationsachse relativ zum Rotor rotationsbeweglich gelagert ist. Zumindest ein Teil des Wälzlagers ist in einem radial außen von dem Rotor und/oder von dem Stator begrenzten Ringraum zwischen der Rotorwelle und/oder der Ritzelwelle so angeordnet ,dass zumindest ein Teil des Wälzlagers vollumfänglich von dem Rotor und/oder dem Stator umgeben ist. In einer derartig kompakt gestalteten Antriebsvorrichtung sitzen radial von au ßen nach innen beginnend der Stator, der Rotor, das Wälzlager, die Ritzelwelle und wahlweise die Rotorwelle konzentrisch ineinander.
Die Ritzelwelle und der Rotor sind voneinander unabhängig um eine gemeinsame Rotationsachse rotationsbeweglich gelagert. Die Ritzelwelle der Rotor sind jeweils mit wenigstens einer Reihe Wälzkörper drehbar gelagert. Unter einer Reihe sind in dem Sinne umfangsseitig auf einer Umfangslinie benachbarte Wälzkörper zu verstehen. Wälzkörper sind Kugeln oder Rollen. Beide Reihen sind in der elektrischen Maschine von dem Rotor und/oder dem Stator umgeben.
Die Wälzkörper laufen auf Wälzlaufbahnen ab, die in Abhängigkeit von der Ausführung der Wälzkörper Kugelrillen, zylindrische Flächen oder konische Flächen aufweisen. Wälzlaufbahnen sind an Lagerringen - Innen- oder Außenringen - an Wellen oder Gehäusen direkt ausgebildet.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Wälzlaufbahn(en) der Reihe(n) zur Lagerung der Ritzelwelle und des Rotors an einem gemeinsamen Träger in der Lagerstelle angeordnet, ausgebildet oder durch dieses miteinander axial verbunden sind. Ein derartiger Träger ist zum Beispiel eine Hülse, die zwei Lagerringe aufnimmt, wobei einer der Lagerringe eine oder mehr Wälzlaufbahn(en) für eine Reihe zu Lagerung der Ritzelwelle und einer der Lagerringe eine oder mehr Wälzlaufbahn(en) zur Lagerung des Rotors aufweist. Der Träger ist jedoch bevorzugt ein gemeinsamer Lagerring für alle Reihen Wälzkörper, mit denen die Ritzelwelle und der Rotor um die Rotationsachse rotierbar gelagert sind. Der Lagerring ist vorzugweise ein Außenring.
Der Träger weist nach einer Ausgestaltung der Erfindung einen oder mehr Flansche auf, mit dem das Ritzelwellenlager an/in der elektrischen Maschine befestigt werden kann. Schließlich sieht eine Ausgestaltung ein Wälzlager zur Lagerung der Ritzelwelle vor, welches wenigstens einen Lagerring aufweist, an dem mindestens eine Wälzlaufbahn für eine Reihe Wälzkörper zur Wälzlagerung der Ritzelwelle, jedoch bevorzugt zwei Wälzlaufbahnen, und mindestens eine Wälzlaufbahn für eine Reihe Wälzkörper zu Lagerung des Rotors ausgebildet ist/sind.
Die Lageranordnung ist sehr kompakt und kann zusammen mit der Ritzelwelle als Vormontageeinheit ausgebildet sein, die fertig in die elektrische Maschine eingesetzt wird.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine nicht vollständig dargestellte Antriebsvorrichtung 1 entlang der Hauptachse 2 der Antriebsvorrichtung 1 . Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die Antriebsvorrichtung 1 quer zur Hauptachse 2 entlang der Linie II - II nach Figur 1 . Figur 3 zeigt, vergrößert und nicht maßstäblich, das Detail Z aus Figur 1 mit einer Lagerstelle 1 1 zur Lagerung einer Ritzelwelle 5a sowie einer Rotorwelle 7a. Figur 4 zeigt das Detail Z aus Figur 1 jedoch mit einer alternativen Gestaltung einer Ritzelwellenlagerung 10 an der Lagerstelle 1 1 .
Die Antriebsvorrichtung 1 weist eine elektrische Maschine 3 und ein Differenzial 4 auf. Die elektrische Maschine 3 ist über eine nicht weiter dargestellte Wirkverbindung mit einer Ritzelwelle 5a verbunden. Die Wirkverbindung können eine Kupplung oder ein Getriebe oder kann eine Kombination von Kupplung und Getriebe sein. Das Getriebe ist zum Beispiel ein Planetengetriebe. Die Ritzelwelle 5a ist konzentrisch zur Rotorwelle 7a, zu dem Stator 8 und zu dem Rotor 7 angeordnet und entlang der Hauptachse 2 axial durch die elektrische Maschine 3 hindurch geführt.
Die Ritzelwelle 5a ist Bestandteil eines Winkeltriebs 5, der weiter noch durch ein Ritzel 5b und ein Tellerrad 5c gebildet ist. Das Ritzel 5b ist ein Kegelrad, welches fest auf der Ritzelwelle 5a sitzt. Das Tellerrad 5c ist fest auf einem Differenzialkorb 4a des Differenzials 4 befestigt. Das Differenzial 4 ist aus dem Differenzialkorb 4a, in welchem Ausgleichsräder 4b drehbar gelagert sind, und aus nicht dargestellten Achswellenrädern, welche drehbar in dem Differenzialkorb 4a gelagert sind sowie mit den Ausgleichsrädern 4b im Zahneingriff stehen, gebildet. Die Achswellenräder sind mit Achswellen 4c verbunden. Die Achswellen 4c sind mit Flanschen 4e versehen, über die Verbindungen mit angetriebenen Wellen/Rädern hergestellt werden können.
Der Winkeltrieb 5 entsteht durch den Zahneingriff des Ritzels 5b in eine Verzahnung des Tellerrads 5c, wobei die Rotationsachsen 5d der Ritzelwelle 5a und die Rotationsachse 4d der Achswellenräder 4c quer zueinander verlaufen. Die Rotationsachse 5d der Ritzelwelle 5a entspricht der Hauptachse 2. Die Rotationsachse 4d der Achswellenräder 4c entspricht der Rotationsachse des Tellerrades 5c und verläuft in der Darstellung nach Figur 1 senkrecht in die Bildebene hinein bzw. aus dieser heraus..
Die elektrische Maschine 2 ist wahlweise als Elektromotor oder als Generator schaltbar und weist einen Stator 6 und einen Rotor 7 auf. Der Stator 6 ist an einem Gehäuse 8 der Antriebsvorrichtung 1 fest. Der Rotor 7 sitzt auf einer Rotorwelle 7a. Die Rotorwelle 7a und damit der Rotor 7 sind um die Rotationsachse 5d drehbar an zwei Lagerstellen 9 und 1 1 gelagert.
Die Lagerstelle 9 ist durch ein Wälzlager 9a gebildet, das in einem Lagerschild 12 aufgenommen ist. Dazu sitzt das als Kugellager 13 ausgebildete Wälzlager 9a mit einem Innenring 13a auf einem zylindrischen Absatz 12a des Lagerschilds 12. Das Kugellager 13 weist weiterhin eine Reihe Kugeln 13b auf, die radial zwischen Wälzlaufbahnen des Innenrings 13a und eines zum Kugellager 13 gehörigen Außenrings 13c angeordnet sind. Auf dem Außenring 13c ist die Rotorwelle 7a abgestützt.
Die andere Lagerstelle 1 1 weist drei Reihen 14, 15 und 16 axial benachbarter Wälzkörper 14', 15' und 16' auf, deren äußere Wälzlaufbahnen 18, 26, 27 gemeinsam an einem Träger 20 ausgebildet sind. Der Träger 20 ist in diesem Fall ein Außenring 21 mit einem Flansch 21 a. Der Flansch 21 a ist an ein Gehäuse 22 der Antriebsvorrichtung 1 geschraubt. Die Rotorwelle 7a ist abweichend zur Anordnung in der Lagerstelle 9 nicht auf einem Au ßenring eines Wälzlagers sondern in einem Innenring 17a eines Kugellagers 1 7 aufgenommen (Figur 3). Der Rotor 7 ist somit über den Innenring 17a und die Wälzkörper 14' der Reihe 14 an dem Träger 20 und über den Flansch 21 an dem Gehäuse 22 abgestützt. Dabei laufen die als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper 14' in einer als Kugelrille ausgebildeten Wälzlaufbahn 18 direkt an dem Träger 20 ab.
Die Rotorwelle 7a ist als Hohlwelle ausgebildet, in der die Ritzelwelle 5a berührungslos zur Rotorwelle 7a steckt. Die Ritzelwelle 5a ist mittels der Reihen 15 und 16 um die Rotationsachse 5d drehbar gelagert. Den Wälzkörpern 15' und 16' ist jeweils eine ausgebildete innere Wälzlaufbahnen 19 bzw. 23 an Innenringen 24 und 25 zugeordnet. Die Innenringe 24 und 25 sitzen auf der Ritzelwelle 5a. Äußere Wälzlaufbahnen 26 und 27 für die Wälzkörper 1 5' und 16' sind konisch direkt an dem Träger 20 ausgebildet. Die Ritzelwelle 5a ist über die Innenringe 24 und 25, die Wälzkörper 15' und 16' sowie die äu ßeren Wälzlaufbahnen 26 und 27 an dem Träger 20 drehbar gelagert und über den Träger 20 mittels des Flansches 21 an dem Gehäuse 22 abgestützt.
Dadurch, dass die äußeren Wälzlaufbahnen 18, 26 und 27 direkt an dem Träger ausgebildet sind, ist der Träger für die Reihen 14, 15 und 16 ein gemeinsamer als Außenring ausgeführter Lagerring 28.
Die durch die Reihen 15 und 16 gebildeten Wälzlager sind Schräglager, die mittels einer Mutter 29 spielfrei gegeneinander axial vorgespannt sind. Die Mutter 29 ist auf ein Gewinde 31 und axial gegen den Innenring 24 geschraubt. In dem durch den Träger 20 und die Ritzelwelle 5d begrenzten Ringraum zwischen den Reihen 15 und 16 ist eine Dichtung 32 eingesetzt.
Dadurch, dass die Wälzkörper 15 und 16 jeweils an dem Träger 20 abgestützt sind, ist das aus dem Träger 20 und den Reihen 14, 15, 16 mit Innenringen 17a, 24 und 25 gebildete Ritzelwellenlager 1 0 mit der montierten Ritzelwelle 5d und der Dichtung 32 eine in sich selbst haltende Baugruppe, die vor der Montage des Antriebsvorrichtung vormontiert werden kann und die axial in die elektrische Maschine 3 eingeschoben und mittels des Flansches 21 an dem Gehäuse 22 befestigt werden kann.
Die Reihen 14 und 15 sind radial außen vollumfänglich von der Rotorwelle 7a, von dem Rotor 7 und von dem Stator umgeben. Die Reihe 16 ist radial außen vollumfänglich von dem Stator 8 umgeben.
Das mit Figur 4 dargestellte Ritzelwellenlager 30 unterscheidet sich von dem Ritzelwellenlager 10 im Wesentlichen nur dadurch, dass es einen hülsenförmigen Träger 33 aus Blech aufweist. Die Wälzkörper 14' der Reihe 14 des Kugellagers 17 laufen an einer äußeren Wälzlaufbahn 34 ab, die an einem als Außenring ausgeführten 17b ausgebildet ist. Der Lagerring 17b sitzt fest in dem Träger 33. Die Wälzkörper 15' des Kegelrollenlagers laufen an einer äußeren Wälzlaufbahn 35 ab, die an einem als Außenring ausgeführten Lagerring 36 ausgebildet ist. Der Lagerring 36 sitzt in dem Träger 33 und ist axial an einem Sicherungsring 40 abgestützt. Die Wälzkörper 16' des ritzelnahen Kegelrollenlagers laufen an einer äu ßeren Wälzlaufbahn 37 ab, die an einem als Außenring ausgeführten Lagerring 38 ausgebildet ist. Der Lagerring 38 sitzt in dem Träger 33 und ist axial an einer Schulter 33a des Trägers 33 abgestützt.
Die Rotorwelle 7a ist als Hohlwelle ausgebildet, in der die Ritzelwelle 5a berührungslos zur Rotorwelle 7a steckt. Die Ritzelwelle 5a ist mittels der Wälzkörper 1 5' und 16 um die Rotationsachse 5d drehbar gelagert. Den Wälzkörpern 15' und 16' sind jeweils konisch ausgebildete innere Wälzlaufbahnen 19 bzw. 23 an Innenringen 24 und 25 zugeordnet. Die Innenringe 24 und 25 sitzen auf der Ritzelwelle 5a.
Die Ritzelwelle 5a ist über die Innenringe 24 und 25, die Wälzkörper 15' und 16' sowie über die Lagerringe 17b, 36 und 38 an dem Träger 33 drehbar gelagert und über den Träger 33 mittels eines nicht näher dargestellten Flansches an dem Gehäuse 22 abgestützt. Die durch die Wälzkörper 1 5' und 16' der Reihen 15 und 16 gebildeten Wälzlager sind Schräglager, die mittels einer Mutter 29 spielfrei gegeneinander axial vorgespannt sind. Die Mutter 29 ist auf ein Gewinde 31 und axial gegen den Innenring 24 geschraubt. In dem durch den Träger 33 und die Ritzelwelle 5d begrenzten Ringraum zwischen den Reihen 15 und 16 ist eine Dichtung 39 eingesetzt.
Dadurch, dass die Lagerringe 1 7b, 36 und 38 jeweils an dem Träger 33 abgestützt sind, ist das aus dem Träger 33, den Lagerringen 17b, 36 und 38 und aus den Reihen 14, 15, 16 mit Innenringen 17a, 24 und 25 gebildete Ritzelwellenlager 30 mit der montierten Ritzelwelle 5d und der Dichtung 39 eine in sich selbst haltende Baugruppe, die vor der Montage der Antriebsvorrichtung vormontiert werden kann und die axial in die elektrische Maschine 3 eingeschoben und mittels eines Flansches des Trägers 33 an dem Gehäuse 22 befestigt werden kann.
Bezugszeichen
Antriebsvorrichtung 1 6 Reihe Wälzkörper
Hauptachse 16' Wälzkörper elektrische Maschine 17 Kugellager
Differenzial 17a Innenringa Differenzialkorb 17b Lagerringb Ausgleichsräder 18 Wälzlaufbahnc Achswellen 19 Wälzlaufbahnd Rotationsachse 20 Träger
e Flansch 21 Au ßenring
Winkeltrieb 21 a Flansch
a Ritzelwelle 22 Gehäuse
b Ritzel 23 Wälzlaufbahnc Tellerrad 24 Innenringd Rotationsachse 25 Innenring
Stator 26 Wälzlaufbahn
Rotor 27 Wälzlaufbahna Rotorwelle 28 Lagerring
Gehäuse 29 Mutter
Lagerstelle 30 Ritzelwellenlagerunga Wälzlager 31 Gewinde
0 Ritzelwellenlager 32 Dichtung
1 Lagerstelle 33 Träger
2 Lagerschild 33a Schulter
2a Absatz 34 Wälzlaufbahn3 Kugellager 35 Wälzlaufbahn3a Innenring 36 Lagerring
3b Kugel 37 Wälzlaufbahn3c Außenring 38 Lagerring
4 Reihe Wälzkörper 39 Dichtung
4' Wälzkörper 40 Sicherungsring5 Reihe Wälzkörper
5' Wälzkörper

Claims

Patentansprüche
1 . Antriebsvorrichtung (1 ) mit wenigstens einer elektrischen Maschine (3), mit einem Differenzial (4) und mit einem Winkeltrieb (5) zwischen der elektrischen Maschine (3) und dem Differenzial (4), wobei der Winkeltrieb (5) wenigstens eine Ritzelwelle (5a) mit einem Ritzel (5b) und ein mit dem Ritzel (5b) im Zahneingriff stehendes und mit dem Differenzial (4) verbundenes Tellerrad (5c) aufweist und dabei die Ritzelwelle (5a) konzentrisch zur Rotationsachse (5d) eines Rotors (7) der elektrischen Maschine (3) durch die Rotorwelle (7a) hindurchgeführt ist und wobei der Rotor (7) und die Ritzelwelle (5a) um die Rotationsachse (5d) relativ zu einem Stator (8) der elektrischen Maschine (3) rotationsbeweglich gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ritzelwelle (5d) wenigstens an einer in der elektrischen Maschine (3) ausgebildeten Lagerstelle (1 1 ) um die Rotationsachse (5d) relativ zum Stator (8) und zum Rotor (7) rotationsbeweglich gelagert ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstelle (1 1 ) wenigstens ein Wälzlager mit zumindest einer Reihe (15, 16) Wälzkörper (15', 16') aufweist, mit dem die Ritzelwelle (5a) um die Rotationsachse (5d) relativ zum Stator (8) und zum Rotor (7) rotationsbeweglich gelagert ist, wobei zumindest eine Reihe (15, 16) des Wälzlagers vollumfänglich von dem Rotor (7) und/oder dem Stator (8) umgeben ist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ritzelwelle (5a) und der Rotor (7) an der Lagerstelle (1 1 ) gemeinsam und relativ zu dem Stator (8) sowie zueinander relativ frei rotierbar um die Rotationsachse (5d) rotationsbeweglich gelagert sind.
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ritzelwelle (5a) in der Lagerstelle (1 1 ) mit mindestens einer ersten Reihe (15, 16) Wälzkörper (15', 16') und der Rotor (7) mit wenigstens einer zweiten Reihe (14') Wälzkörper (14') in der Lagerstelle (1 1 ) gelagert sind, wobei wenigstens zwei Reihen (14, 15) Wälzkörper (14', 15') der Lagerstelle (1 1 ) vollumfänglich von dem Rotor (7) und von dem Stator (8) umgeben sind.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet, durch mindestens eine Wälzlaufbahn (26, 27, 35, 37) für eine der Reihen (1 5, 16), mit der die Ritzelwelle (5a) gelagert ist, und mindestens eine Wälzlaufbahn (14a, 34) für eine weitere der Reihen (14), mit der der Rotor (7) gelagert ist, an einem gemeinsamen Träger (20, 33) in der Lagerstelle (1 1 ).
6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (33) eine Hülse ist, die jeweils mindestens einen Lagerring (17b, 36 und 38) trägt, wobei die Wälzlaufbahn (34, 35, 36) an dem jeweiligen Lagerring (17b, 36 38) ausgebildet ist.
7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (20) ein gemeinsamer Lagerring (28) für wenigstens zwei der Wälzlaufbahnen (18, 26, 27) ist.
8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Träger (20, 33) mit wenigstens einem Flansch (21 a) an der Antriebsvorrichtung (1 ) befestigt ist.
9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ritzelwelle (5a) mittels zwei axial zueinander beabstandeter und gegeneinander angestellter Reihen (15, 16) aus Wälzkörpern (15', 16') gelagert ist und dass der Rotor (7) mittels wenigstens einer axial zu den beiden Reihen Wälzkörpern (15', 16') beabstandeten weiteren Reihe (14) aus Wälzkörpern (14') um die Rotationsachse (5d) rotationsbeweglich gelagert ist, wobei der Träger (20) ein gemeinsamer Lagerring (28) für die Wälzlaufbahnen (34, 35, 37) der mindestens drei Reihen (14, 15, 1 6) ist.
10. Ritzelwellenlager zur Lagerung einer Ritzelwelle an einer Lagerstelle nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch wenigstens einen Lagerring (28) aufweist, an dem mindestens eine Wälzlaufbahn (35, 37) für eine Reihe (15, 16) aus Wälzkörpern (15', 1 6') zur Wälzlagerung der Ritzelwelle (5d) und mindestens eine Wälzlaufbahn (34) für eine Reihe Wälzkörper (14') zur Lagerung des Rotors (7) ausgebildet ist.
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