WO2013083243A1 - Antriebsstrang eines rein elektrisch allradbetreibbaren kraftfahrzeuges - Google Patents

Antriebsstrang eines rein elektrisch allradbetreibbaren kraftfahrzeuges Download PDF

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Daniel Knoblauch
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Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a drive train of a purely electrically allradbetreibbaren motor vehicle having a first axis, the axle halves and a differential connecting them, having a second axis, the axle halves and a differential connecting them, as well as two electric machines for driving the two axes.
  • Such a drive train which is used for an electrically driven Erdschulsterrorism or for an agricultural vehicle with four-wheel drive, is known from DE 600 13 340 T2.
  • the two electric machines are arranged along the direction of travel above the one, rear axle, and cooperate with a transmission that is arranged in front of the rear axle.
  • the transmission is connected via a shaft or two shafts with the differentials, which are assigned to the two axles, thus the rear axle and the front axle.
  • Object of the present invention is to provide a drive train of a purely electrically allradbetreibbaren motor vehicle, which allows for the arrangement of two electric machines in the region of an axis of the drive train, with structurally simple, in particular standardized means, an all-wheel drive, thus driving the other axis.
  • the drive train of the purely electrically allradbetreibbaren motor vehicle thus has a first axis and a second axis.
  • the first axis and the second axis are each divided.
  • the first axis has the axle halves and a connecting them Diffe ⁇ ential.
  • the respective electric machine has, in particular, the function of an electric motor and a generator, with which the electric machine drives the electric motor
  • BEST ⁇ TSGUNGSKOPIE serves the respective axis, and is driven in their function as a generator on the respective axis.
  • one of the two electrical machines via a first transmission with one half of the axis of the first axis and the other electric machine, hereinafter referred to as second electric machine, via a second transmission with the other half of the axis the first axis is connected. Since one electric machine is connected to the one axle half of the first axle via the gearbox associated therewith, and the other electric machine is connected to the other axle half of the first axle via the gearbox associated therewith, a single-wheel drive of the first axle and thus torque vectoring is possible.
  • the two halves of the first axis which carry the left and right wheels of the motor vehicle, connected to each other via the differential. Both this differential of the first axis and the differential of the second axis are connected via a shaft.
  • the drive train is preferably used in a motor vehicle, which is designed as a passenger car. It is in this passenger car in particular a sports car.
  • This motor vehicle, in particular the passenger car or the sports car is preferably designed as a rear-wheel drive.
  • the two electric machines are thus arranged in the rear region of the motor vehicle or of the drive train. By way of the two in the rear of the drive train arranged electric machines is first driven in the power flow, the first, rear axle and from there via the shaft, the second, front axle.
  • the motor vehicle can be designed as a front-wheel drive.
  • the powertrain associated wheels are in particular connected individually via cardan shafts with this.
  • the drive train thus has no live axis.
  • the two electric machines are arranged transversely to the direction of travel of the motor vehicle.
  • the axes of rotation of the rotors of the electric machines are identical.
  • the electrical machines are thus, with respect to the direction of travel of the motor vehicle, arranged side by side.
  • the electric machines are arranged symmetrically with respect to a longitudinal central axis with respect to the two axes. This largely allows a symmetrical weight distribution of the individual components of the drive train with respect to the central longitudinal plane of the drive train.
  • the respective electric machine is connected via a spur gear toothing with the associated half-axis of the first axis in order to drive it.
  • This design allows to build ⁇ Lich simple, in particular standardized means to form the respective gears.
  • the differential of the first axis and / or the differential of the second axis has a ring gear.
  • the shaft has pinions in the region of the opposite ends, which interact with the ring gears.
  • the two gears in particular the spur gears of the two gears and the differential of the first axle have a common housing.
  • the housing is formed in two parts, and in particular has two housing shells. This housing requires for each left and right bearings of the shafts of the two gears and the two spur gear each separate bearings, so a total of four coaxially arranged bearing points per shaft.
  • the two central bearings of the Shaft now needle bearing for the respective two shafts, which are then stored in each other to provide.
  • the center bearings can be omitted and thus two simple housing halves can be used.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of the drive train according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a second embodiment of the drive train according to the invention.
  • FIG. 3 in an enlarged view a portion of the illustrated in Fig. 2 drivetrain.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 1 illustrates a drive train 1 for a motor vehicle which can be driven purely electrically, which in particular is a passenger car, specifically a sports car.
  • the powertrain 1 with independent suspension has a first, rear axle 2 and a second, front axle 3.
  • the rear axle 2 has two shaft halves 7 and 8 having drive shafts. This connects a differential 9.
  • the front axle 3 has two shaft halves 4 and 5, the drive shafts. This connects a differential 6. With the two axle halves 4 and 5 are front wheels 10, connected to the axle halves 7 and 8 rear wheels 11.
  • the forward direction of travel hereinafter referred to briefly as the direction of travel, is illustrated by the arrow 12.
  • the two differentials 6 and 9 are connected by means of a shaft 13, which is designed in particular as a joint or cardan shaft.
  • the shaft has a controllable clutch, in particular in the manner of a hang-on clutch 14, in order in particular to couple or decouple the two axles 2 and 3.
  • the shaft 13 is mounted with the coupling 14 in both sides of the clutch 14 arranged bearings 15.
  • the bearings of the axle halves 4 and 5 of the front axle 3 and the bearings of the axle halves 7 and 8 of the rear axle 2 are designated by the reference numeral 16.
  • the axle halves 4 to 8 are mounted in the differentials 6 and 7, respectively.
  • the respective differential 6 or 9 has a ring gear 17.
  • the ring gears 17 interact with arranged at opposite ends of the shaft 13 and connected to the shaft 13 pinions 18 together.
  • the ring gears 17 and / or the pinion 18 may be different sizes.
  • the drive train 1 has two electric machines 19, 20, which are arranged transversely to the direction of travel 12 of the motor vehicle.
  • the axes of rotation of the two electric machines 19 and 20, represented by their respective output shafts 21, are identical.
  • the stator of the respective electric machine 20 is designated by the reference numeral 22, the rotor of the respective electric machine 20, to which the output shaft 21 is connected, by the reference numeral 23.
  • the respective rotor 23 or the respective output shaft 21 is mounted in, for example, two bearings 43.
  • the first electric machine 19 is connected via a first gear 24 to the axial half 7 of the rear axle 2 and the other, second electric machine 20 via a second Gear 25 connected to the other half of the axle 8 of the rear axle 2.
  • Each gear 24 and 25 is formed as a spur gear, thus has a spur gear teeth.
  • the respective gear 24 and 25, a rotatably connected to the output shaft 21 pinion 26 and a meshing with this spur gear 27, the latter being mounted in an intermediate shaft 28 and rotatably connected thereto.
  • a pinion 29 is connected to a Spur gear 30 cooperates.
  • the respective spur gear 30 is mounted in the axial half 7 or 8 and rotatably connected thereto.
  • Each of the two intermediate shafts 28 is mounted in bearings 31 in the region of their opposite ends. The axes of rotation of the two intermediate shafts 28 are identical.
  • the two gears 24 and 25 and the differential 9 of the rear axle 2 are arranged in a common housing. Since the two electric machines 19, 20 and gear 24, 25 or spur gears are formed separately from each other, is a Einzelradantrieb the wheels 11 of the rear axle 2, so that a torque vectoring possible.
  • the two axle halves 7 and 8 of the rear axle 2 are connected to each other via the differential 9. A mixed in this differential 9 torque is thus transmitted from the axle halves 7 and 8 of the rear axle 2 by means of the shaft 13 to the front axle 3.
  • the drive train according to the embodiment of Figure 1 requires for each left and right bearing points of the axes of the two spur gears and the axle halves of the rear axle each separate bearings, so a total of four coaxially arranged bearing points per axis.
  • the exemplary embodiment of a drive train according to the representation of FIGS. 2 and 3 illustrates a modified mounting of the axles.
  • This makes it easy constructed housing with only two housing shells including their respective bearings on the two outer sides of the housing shells to use.
  • needle bearing instead of the two central bearings of the axes according to the embodiment of Figure 1 needle bearing in the embodiment of FIGS. 2 and 3 are provided.
  • the center bearings can be omitted and thus two simple housing halves can be used.
  • Fig. 2 illustrates in principle that only two outer bearing mounted in the housing
  • the intermediate shaft 33 has a tubular portion 35 for receiving the undulating portion 36 of the intermediate shaft 32 passing through it.
  • the region of the section 36 arranged within the section 35 is mounted radially in the section 35 by means of the two needle bearings 34.
  • a flange 37 extends and perpendicular to the portion 36 of the intermediate shaft 22, a flange 38.
  • a further needle bearing 39 is arranged, the axial bearing of the intermediate shaft
  • the portion 36 of the intermediate shaft 32 and the portion 35 of the intermediate shaft 33 are mounted in the bearings 31.
  • axle halves 7 and 8 are mounted on their rear wheels 11 facing sides in the bearings 16.
  • bearings 31 are housing-side bearings, the bearings 16 and 31 associated with the one rear wheel 11 being mounted in one half of the housing, while the bearings 16 and 31 being the other Rear wheel 11 are assigned, are mounted in the other half of the housing housing. The housing itself is not illustrated.
  • the axial half 7 is inserted with a portion 40 in a tubular portion 41 of the axial half 8, and there are two needle bearings 42 for radially supporting the portions 40 and 41 are provided.
  • the two center bearings provided in the embodiment according to FIG. 1 can be dispensed with and are replaced by needle bearings.
  • the planetary differential designed as a differential 9 is arranged, which also has needle bearing bearing components.
  • a drive train 1 in which a common housing for the gear 24 and 25 and the differential 9 is provided with two housing shells, with no center bearing of the respective shafts of the transmission or the lower axis 2 takes place in the housing, but instead a needle bearing of the respective axis associated with each other waves.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang (1) eines rein elektrisch allradbetreibbaren Kraftfahrzeuges, mit einer ersten Achse (2), die Achshälften (7, 8) und ein diese verbindendes Differential (9) aufweist, mit einer zweiten Achse (3), die Achshälften (4, 5) und ein diese verbindendes Differential (6) aufweist, sowie mit zwei Elektromaschinen (19, 20) zum Antreiben der beiden Achsen (2, 3). Bei einem solchen Antriebsstrang ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine erste Elektromaschine (19) über ein erstes Getriebe (24) mit der einen Achshälfte (7) der ersten Achse (2) und eine zweite Elektromaschine (20) über ein zweites Getriebe (25) mit der anderen Achshälfte (8) der ersten Achse (2) verbunden ist, sowie die beiden Differentiale (6, 9) über eine Welle (13) verbunden sind. Der erfindungsgemäße Antriebsstrang ermöglicht somit, bei Anordnung von zwei Elektromaschinen im Bereich einer Achse des Anmeldestrangs, mit baulich einfachen, insbesondere standardisierten Mitteln, einen Allradantrieb, somit einen Antrieb auch der anderen Achse, ermöglicht.

Description

Antriebsstrang eines rein elektrisch allradbetreibbaren Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines rein elektrisch allradbetreibbaren Kraftfahrzeuges, mit einer ersten Achse, die Achshälften und ein diese verbindendes Differential aufweist, mit einer zweiten Achse, die Achshälften und ein diese verbindendes Differential aufweist, sowie mit zwei Elektromaschinen zum Antreiben der beiden Achsen.
Ein solcher Antriebsstrang, der für ein elektrisch antreibbares Erdbewegungsfahrzeug oder für ein landwirtschaftliches Fahrzeug mit Vierradantrieb Verwendung findet, ist aus der DE 600 13 340 T2 bekannt. Bei diesem Antriebsstrang sind die beiden Elektromaschinen längs zur Fahrtrichtung oberhalb der einen, hinteren Achse, angeordnet und wirken mit einem Getriebe zusammen, dass vor der Hinterachse angeordnet ist. Das Getriebe ist über eine Welle oder zwei Wellen mit den Differentialen verbunden, die den beiden Achsen, somit der Hinterachse und der Vorderachse zugeordnet sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Antriebsstrang eines rein elektrisch allradbetreibbaren Kraftfahrzeuges zu schaffen, der bei Anordnung von zwei Elektromaschinen im Bereich einer Achse des Antriebsstrangs, mit baulich einfachen, insbesondere standardisierten Mitteln, einen Allradantrieb, somit einen Antrieb auch der anderen Achse ermöglicht.
Gelöst wird die Aufgabe durch einen Antriebsstrang, der gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist.
Der Antriebsstrang des rein elektrisch allradbetreibbaren Kraftfahrzeuges weist somit eine erste Achse und eine zweite Achse auf. Die erste Achse und die zweite Achse sind jeweils geteilt. Die erste Achse weist die Achshälften und ein diese verbindendes Diffe¬ rential auf. Die jeweilige Elektromaschine hat insbesondere die Funktion eines Elektromotors und eines Generators, womit die Elektromaschine als Elektromotor dem Antreiben
BESTÄTSGUNGSKOPIE der jeweiligen Achse dient, und in ihrer Funktion als Generator über die jeweilige Achse angetrieben wird.
Wesentlich ist bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang, dass eine der beiden Elekt- romaschinen, als erste Elektromaschine bezeichnet, über ein erstes Getriebe mit der einen Achshälfte der ersten Achse und die andere Elektromaschine, nachfolgend als zweite Elektromaschine bezeichnet, über ein zweites Getriebe mit der anderen Achshälfte der ersten Achse verbunden ist. Da die eine Elektromaschine über das dieser zugeordnete Getriebe mit der einen Achshälfte der ersten Achse, und die andere Elektromaschine über das dieser zugeordnete Getriebe mit der anderen Achshälfte der ersten Achse verbunden ist, ist ein Einzelradantrieb der ersten Achse und damit ein Torque Vectoring möglich.
Um nun auch die zweite Achse des Antriebsstrangs anzutreiben, sind erfindungsgemäß die beiden Hälften der ersten Achse, die das linke bzw. rechte Rad des Kraftfahrzeugs tragen, über das Differential miteinander verbunden. Sowohl dieses Differential der ersten Achse als auch das Differential der zweiten Achse sind über eine Welle verbunden.
Aufgrund der Anbindung der beiden Elektromaschinen über die diesen zugeordneten Getriebe an die Achshälften der ersten Achse und das dieser ersten Achse zugeordnete Differential wird das über die Elektromaschinen in die erste Achse eingeleitete Drehmoment im Bereich dieses Differentials quasi gemischt und ein Momentenanteil von diesem Differential über die Welle in das der zweiten Achse zugeordnete Differential eingeleitet.
Der Antriebsstrang findet vorzugsweise bei einem Kraftfahrzeug Verwendung, das als Personenkraftwagen ausgebildet ist. Es handelt sich bei diesem Personenkraftwagen insbesondere um einen Sportwagen. Dieses Kraftfahrzeug, insbesondere der Personenkraftwagen bzw. der Sportwagen, ist vorzugsweise als Heckantrieb ausgebildet. Die beiden Elektromaschinen sind somit im hinteren Bereich des Kraftfahrzeugs bzw. des Antriebsstrangs angeordnet. Im Wege der beiden im hinteren Bereich des Antriebsstrangs angeordneten Elektromaschinen wird im Kraftfluss zunächst die erste, hintere Achse angetrieben und von dort über die Welle die zweite, vordere Achse.
Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die beiden Elektromaschinen hinter der Hinterachse, somit hinter der ersten Achse, angeordnet sind.
Grundsätzlich kann das Kraftfahrzeug aber als Frontantrieb ausgebildet sein.
Die dem Antriebsstrang zugeordneten Räder sind insbesondere einzeln über Gelenkwellen mit diesem verbunden. Der Antriebsstrang weist somit keine Starrachse auf.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die beiden Elektromaschinen quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges angeordnet sind. Hierbei ist es unter dem Aspekt einer baulich besonders einfachen Gestaltung des Antriebsstrangs von Vorteil, wenn die Rotationsachsen der Rotoren der Elektromaschinen identisch sind. Die Elektromaschinen sind somit, bezogen auf die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges, nebeneinander angeordnet. Insbesondere sind die Elektromaschinen symmetrisch zu einer Längsmittelachse betreffend die beiden Achsen angeordnet. Dies ermöglicht weitgehend eine symmetrische Gewichtsverteilung der einzelnen Komponenten des Antriebsstrangs bezüglich der Mittellängsebene des Antriebsstrangs.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die jeweilige Elektromaschine über eine Stirnradverzahnung mit der zugeordneten Achshälfte der ersten Achse verbunden ist, um diese anzutreiben. Diese Gestaltung ermöglicht mit bau¬ lich einfachen, insbesondere standardisierten Mitteln, das jeweilige Getriebe auszubilden. Darüber hinaus wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Differential der ersten Achse und/oder das Differential der zweiten Achse ein Tellerrad aufweist. Bei Ausbildung zweier Tellerräder sind diese insbesondere über die Welle miteinander verbunden. Die Welle weist im Bereich der abgewandten Enden Ritzel auf, die mit den Tellerrädern zusammenwirken. Da ein jeweiliges Ritzel in ein jeweiliges Tellerrad eingreift, wird also ein im Diffe- rential der ersten Achse gemischtes Moment von den beiden Hälften der ersten Achse, mittels der Welle auf die zweite Welle übertragen. Die der Welle zugeordneten Ritzel und/oder die entsprechenden Tellerräder können unterschiedlich groß sein, somit unterschiedliche Übersetzungen im Zusammenhang mit den zugeordneten Tellerrädern bedingen.
Damit ergibt sich die einfache Möglichkeit, ein rein elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit nur einer angetriebenen Achse ohne zusätzliche Elektromaschine für die andere Achse mit Allradantrieb auszurüsten. Insbesondere ergibt sich die Möglichkeit, eine von herkömmlichen Allradfahrzeugen bereits bekannte Technik, somit eine Technik, die bei bekannten mittels Brennkraftmaschinen angetriebenen Allradfahrzeugen Verwendung findet, für wesentliche Teilbereiche des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs zu verwenden. Dies betrifft insbesondere die Momentenübertragung von der ersten Achse zur zweiten Achse. So ist es beispielsweise bekannt, dass die Welle zusätzlich eine regelbare Kupplung, insbesondere eine Hang-On Kupplung aufweist. Auch kann die Welle in bekannter Art und Weise als Gelenk-/ Kardanwelle ausgebildet sein. Es besteht insbesondere die Möglichkeit, die von herkömmlichen Allradfahrzeugen bereits bekannte Kombination aus Gelenk- /Kardanwelle mit Hang-On Kupplung und angeschlossener Fahrzeugachse, ohne weitere Modifikationen, bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang zu verwenden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Gestaltung ist vorgesehen, dass die beiden Getriebe, insbesondere die Stirnradverzahnungen der beiden Getriebe und das Differential der ersten Achse ein gemeinsames Gehäuse aufweisen. Insbesondere ist das Gehäuse zweiteilig ausgebildet, und weist insbesondere zwei Gehäuseschalen auf. Dieses Gehäuse benötigt für die jeweils linken und rechten Lager der Wellen der beiden Getriebe bzw. der beiden Stirnradstufen jeweils getrennte Lager, also insgesamt jeweils vier koaxial angeordnete Lagerpunkte pro Welle. Um dennoch ein einfach aufgebautes Gehäuse, mit nur zwei Gehäuseschalen samt jeweiligen Lagern an den beiden Außenseiten der Gehäuseschalen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, anstelle der jeweils zwei Mittellager der Wellen nun Nadellager für die jeweiligen zwei Wellen, die dann ineinander gelagert sind, vorzusehen. Durch Verwendung der Nadellager können die Mittellager entfallen und somit zwei einfach aufgebaute Gehäusehälften verwendet werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung der in der Zeichnung wiedergegebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiele, ohne auf diese beschränkt zu sein. Es zeigt:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs,
Fig. 3 in einer vergrößerten Darstellung einen Teilbereich des in Fig. 2 veranschaulichten Antriebsstrangs.
Das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 veranschaulicht einen Antriebsstrang 1 für ein rein elektrisch allradbetreibbares Kraftfahrzeug, bei dem es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen, konkret einen Sportwagen, handelt.
Der Antriebsstrang 1 mit Einzelradaufhängung weist eine erste, hintere Achse 2 und eine zweite, vordere Achse 3 auf. Die hintere Achse 2 weist zwei, Gelenkwellen aufweisende Achshälften 7 und 8 auf. Diese verbindet ein Differential 9. Die vordere Achse 3 weist zwei, Gelenkwellen aufweisende Achshälften 4 und 5 auf. Diese verbindet ein Differential 6. Mit den beiden Achshälften 4 und 5 sind Vorderräder 10, mit den Achshälften 7 und 8 Hinterräder 11 verbunden.
Die Vorwärtsfahrtrichtung, nachfolgend kurz als Fahrtrichtung bezeichnet, ist durch den Pfeil 12 veranschaulicht. Die beiden Differentiale 6 und 9 sind mittels einer Welle 13, die insbesondere als Gelenkoder Kardanwelle ausgebildet ist, verbunden. Die Welle weist eine regelbare Kupplung, insbesondere in Art einer Hang-On Kupplung 14, auf, um insbesondere die beiden Achsen 2 und 3 zu Koppeln oder zu entkoppeln. Gelagert ist die Welle 13 mit der Kupplung 14 in beidseits der Kupplung 14 angeordneten Lagern 15. Die Lager der Achshälften 4 und 5 der vorderen Achse 3 und die Lager der Achshälften 7 und 8 der hinteren Achse 2 sind mit der Bezugsziffer 16 bezeichnet. Im Bereich der den Rädern 10, 11 abgewandten Enden sind die Achshälften 4 bis 8 in den Differentialen 6 bzw. 7 gelagert.
Das jeweilige Differential 6 bzw. 9 weist ein Tellerrad 17 auf. Die Tellerräder 17 wirken mit an abgewandten Enden der Welle 13 angeordneten und mit der Welle 13 verbundenen Ritzeln 18 zusammen. Die Tellerräder 17 und/ oder die Ritzel 18 können unterschiedlich groß sein.
Der Antriebsstrang 1 weist zwei Elektromaschinen 19, 20 auf, die quer zur Fahrtrichtung 12 des Kraftfahrzeuges angeordnet sind. Die Rotationsachsen der beiden Elektromaschinen 19 und 20, dargestellt durch deren jeweilige Abtriebswellen 21 , sind identisch. Der Stator der jeweiligen Elektromaschine 20 ist mit der Bezugsziffer 22, der Rotor der jeweiligen Elektromaschine 20, mit dem die Abtriebswelle 21 verbunden ist, mit der Bezugsziffer 23 bezeichnet. Gelagert ist der jeweilige Rotor 23 bzw. die jeweilige Abtriebswelle 21 in, z.B. zwei, Lagern 43. Die eine, erste Elektromaschine 19 ist über ein erstes Getriebe 24 mit der Achshälfte 7 der hinteren Achse 2 und die andere, zweite Elektromaschine 20 über ein zweites Getriebe 25 mit der anderen Achshälfte 8 der hinteren Achse 2 verbunden. Jedes Getriebe 24 bzw. 25 ist als Stirnradgetriebe ausgebildet, weist somit eine Stirnradverzahnung auf. Im Einzelnen weist das jeweilige Getriebe 24 bzw. 25 ein drehfest mit der Abtriebswelle 21 verbundenes Ritzel 26 und ein mit diesem kämmendes Stirnrad 27 auf, wobei letztgenanntes in einer Zwischenwelle 28 gelagert und drehfest mit dieser verbunden ist. Mit der jeweiligen Zwischenwelle 28 ist, auf der dem Hinterrad 11 zugewandten Seite dieser Zwischenwelle 28, ein Ritzel 29 verbunden, das mit einem Stirnrad 30 zusammenwirkt. Das jeweilige Stirnrad 30 ist in der Achshälfte 7 bzw. 8 gelagert und drehfest mit dieser verbunden. Jede der beiden Zwischenwellen 28 ist im Bereich ihrer abgewandten Enden in Lagern 31 gelagert. Die Rotationsachsen der beiden Zwischenwellen 28 sind identisch.
Die beiden Getriebe 24 und 25 und das Differential 9 der hinteren Achse 2 sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Da die beiden Elektromaschinen 19, 20 und Getriebe 24, 25 bzw. Stirnradverzahnungen getrennt voneinander ausgebildet sind, ist ein Einzelradantrieb der Räder 11 der hinteren Achse 2, damit ein Torque Vectoring möglich. Um auch die Vorderachse 3 anzutreiben, sind die beiden Achshälften 7 und 8 der hinteren Achse 2 über das Differential 9 miteinander verbunden. Ein in diesem Differential 9 gemischtes Moment wird somit von den Achshälften 7 und 8 der hinteren Achse 2 mittels der Welle 13 auf die vordere Achse 3 übertragen. Es ergibt sich die Möglichkeit, eine von herkömmlichen Allradfahrzeugen, somit von mittels einer Brennkraftmaschine angetriebenen Allradfahrzeugen bereits bekannte Kombination aus Gelenk-Aardanwelle 13 mit Hang-On Kupplung 14 und angeschlossener Fahrzeugachse, ohne weitere Modifikationen in einem rein elektrisch antreibbaren Fahrzeug zu verwenden.
Die Möglichkeit des Torque Vectoring ist in der Figur durch die Angabe ΔΤ veranschaulicht. Hierdurch lassen sich in die Achshälften 7, 8 unterschiedliche Drehmomente einleiten.
Der Antriebsstrang gemäß der Ausführungsform nach Figur 1 benötigt für die jeweils linken und rechten Lagerpunkte der Achsen der beiden Stirnradstufen und die Achshälften der hinteren Achse jeweils getrennte Lager, also insgesamt vier koaxial angeordnete Lagerpunkte pro Achse.
Das Ausführungsbeispiel eines Antriebsstrangs gemäß der Darstellung der Figuren 2 und 3 veranschaulicht eine modifizierte Lagerung der Achsen. Diese ermöglicht es ein einfach aufgebautes Gehäuse mit nur zwei Gehäuseschalen samt jeweiligen Lagern an den beiden Außenseiten der Gehäuseschalen zu verwenden. Hierbei sind anstelle der jeweils zwei Mittellager der Achsen gemäß Ausführungsform nach der Figur 1 Nadellager bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 vorgesehen. Durch Verwendung der Nadellager können die Mittellager entfallen und somit zwei einfach aufgebaute Gehäusehälften verwendet werden.
Mit der Ausführungsform nach der Fig. 1 übereinstimmende Teile des Antriebsstrangs sind in der Ausführungsform gemäß der Fig. 2 und 3 mit Bezugsziffern bezeichnet worden, die mit Bezugsziffern in Fig. 1 übereinstimmen. - Nachstehend wird die Modifikation der Ausführungsform gemäß der Fig. 2 und 3 bezüglich der Ausführungsform nach der Fig. 1 im Detail erörtert.
Fig. 2 veranschaulicht grundsätzlich, dass nur zwei im Gehäuse gelagerte äußere Lager
31 zur Lagerung der beiden Zwischenwellen 32, 33 notwendig sind, während dazwischen die Zwischenwelle 32 in der Zwischenwelle 33 mittels zweier Nadellager 34 gelagert ist. Die Zwischenwelle 33 weist einen rohrförmigen Abschnitt 35 zur Aufnahme des diesen durchsetzenden wellenförmigen Abschnitts 36 der Zwischenwelle 32 auf. Der innerhalb des Abschnitts 35 angeordnete Bereich des Abschnitts 36 ist mittels der beiden Nadellager 34 radial im Abschnitt 35 gelagert. Senkrecht zum Abschnitt 35 der Zwischenwelle 33 erstreckt sich ein Flanschabschnitt 37 und senkrecht zum Abschnitt 36 der Zwischenwelle 22 ein Flanschabschnitt 38. Zwischen den beiden Flanschabschnitten 37 und 38 ist ein weiteres Nadellager 39 angeordnet, das der Axiallagerung der Zwischenwelle
32 und der Zwischenwelle 33 dient. Auf ihren den Hinterrädern 11 zugewandten Seiten sind der Abschnitt 36 der Zwischenwelle 32 und der Abschnitt 35 der Zwischenwelle 33 in den Lagern 31 gelagert.
Entsprechend der ineinander gesteckten Lagerung der Zwischenwellen 32 und 33, mit den in diesem Zusammenhang vorgesehenen Nadellagern 34 und 39, erfolgt die Lage- rung der Achshälften 7 und 8. Dieses Detail ist in der Fig. 3 vergrößert dargestellt, wobei dort wegen des vorhandenen Planetendifferentials eine gewisse Modifizierung erfolgt.
Von den beiden Stirnräder 33 wird, unabhängig aufgrund Einwirkung der beiden Elektro- maschinen 19 und 20, ein Moment in die Achshälften 7 bzw. 8 eingebracht. Diese Achshälften 7 und 8 sind auf ihren den Hinterrädern 11 zugewandten Seiten in den Lagern 16 gelagert. Diese stellen, genauso wie die Lager 31 gemäß dieser Ausführungsform, ge- häuseseitige Lager dar, wobei die Lager 16 und 31 , die dem einen Hinterrad 11 zugeordnet sind, in der einen Gehäusehälfte gelagert sind, während die Lager 16 und 31 , die dem anderen Hinterrad 11 zugeordnet sind, in der anderen Gehäusehälfte des Gehäuses gelagert sind. Das Gehäuse selbst ist nicht veranschaulicht.
Die Achshälfte 7 ist mit einem Abschnitt 40 in einen rohrförmigen Abschnitt 41 der Achshälfte 8 eingesteckt, und es sind zwei Nadellager 42 zum radialen Lagern der Abschnitte 40 und 41 vorgesehen. Damit können, bei dieser Lagerung der beiden Achshälften 7 und 8, die bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 vorgesehenen beiden Mittellager entfallen und sind durch Nadellager ersetzt. Im Momentenfluss zwischen dem Abschnitt 40 der Achshälfte 7 und dem Abschnitt 41 der Achshälfte 8 ist das als Planetendifferential ausgebildete Differential 9 angeordnet, das gleichfalls Nadellager-Lagerkomponenten aufweist.
Es wird somit gemäß der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 ein Antriebsstrang 1 vorgeschlagen, bei dem ein gemeinsames Gehäuse für die Getriebe 24 und 25 und das Differential 9 vorgesehen ist, mit zwei Gehäuseschalen, wobei keine Mittellagerung der jeweiligen Wellen des Getriebes bzw. der unteren Achse 2 im Gehäuse erfolgt, sondern stattdessen eine Nadellagerung der der jeweiligen Achse zugeordneten Wellen ineinander.

Claims

Patentansprüche
1. Antriebsstrang(l) eines rein elektrisch allradbetreibbaren Kraftfahrzeuges, mit einer ersten Achse (2), die Achshälften (7, 8) und ein diese verbindendes Differential (9) aufweist, mit einer zweiten Achse (3), die Achshälften (4, 5) und ein diese verbindendes Differential (6) aufweist, sowie mit zwei Elektromaschinen (19, 20) zum Antreiben der beiden Achsen (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Elektro- maschine (19) über ein erstes Getriebe (24) mit der einen Achshälfte (7) der ersten Achse (2) und eine zweite Elektromaschine (20) über ein zweites Getriebe (25) mit der anderen Achshälfte (8) der ersten Achse (2) verbunden ist, sowie die beiden Differentiale (6, 9) über eine Welle (13) verbunden sind.
2. Antriebsstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Achse (2) eine Hinterachse des Kraftfahrzeuges ist.
3. Antriebsstrang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektromaschinen (19, 20) hinter der Hinterachse (2) des Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
4. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang ein Antriebsstrang eines Personenkraftwagens, insbesondere eines Sportwagens ist.
5. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektromaschinen (19, 20)quer zur Fahrtrichtung (12) des Kraftfahrzeuges angeordnet sind.
6. Antriebsstrang nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachsen von Rotoren (23) der Elektromaschinen (19, 20) identisch sind.
7. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Getriebe (24 bzw. 25) eine Stirnradverzahnung aufweist und die jeweilige Elektromaschine (19 bzw. 20) über die Stirnradverzahnung mit der zugeordneten Achshälfte (7 bzw. 8) der ersten Achse (2) verbunden ist.
8. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Differential (9) der ersten Achse (2) und/oder das Differential (6) der zweiten Achse (3) ein Tellerrad (17) aufweist.
9. Antriebsstrang nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Tellerräder (17) über die Welle (13) miteinander verbunden sind, wobei die Welle (13) im Bereich der abgewandten Enden Ritzel (18) aufweist, die mit den Tellerrädern (17) zusammenwirken.
10. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (13) eine regelbare Kupplung (14), insbesondere eine Hang-On Kupplung aufweist.
11. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Getriebe (24, 25), insbesondere die Stirnradverzahnungen der beiden Getriebe (24, 25), und das Differential (9) der ersten Achse (2) ein gemeinsames Gehäuse aufweisen, insbesondere ein gemeinsames Gehäuse mit zwei Gehäuseschalen aufweisen.
12. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Achshälften (7, 8) der ersten Achse (2) ineinander gelagert sind, insbesondere mittels Nadellagern (34, 39) axial und/oder radial ineinander gelagert sind.
13. Antriebsstrang nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Achshälften (7, 8) der ersten Achse (2) im Bereich der Außenseiten der Gehäuseschalen in diesen gelagert sind.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Getriebe (24 bzw. 25), zwischen der Abtriebswelle (21) der diesem Getriebe (24 bzw. 25) zugeordneten Elektromaschine (19 bzw. 20) und der dieser Elektromaschine (19 bzw. 20) zugeordneten Achshälfte (7 bzw. 8) der ersten Achse (2) eine Zwischenwelle (32 bzw. 33) aufweist, wobei die Zwischenwellen (32, 33) der beiden Getriebe (24, 25) ineinander gelagert sind, insbesondere mittels Nadellagern (34, 39) axial und/oder radial ineinander gelagert sind.
15. Antriebsstrang nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zwischenwellen (32, 33) im Bereich der Außenseiten der Getriebeschalen in diesen gelagert sind.
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