WO2023110019A1 - Elektrischer antrieb eines fahrzeuges - Google Patents

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WO2023110019A1
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Thorsten Biermann
Götz Rathke
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • the invention relates to an electric drive of a vehicle, which consists of two electric traction machines arranged axially next to one another in a row, which each drive two vehicle wheels via a reduction gear and which are operatively connected to a gear.
  • EP 3 519222 B1 discloses a drive device for a vehicle axle, in particular a rear axle, in which two electric machines each drive a vehicle wheel arranged on a common axle via an axle differential, each of which is preceded by a reduction gear.
  • the electric machines are positioned in coaxial relationship with the first and second stub shafts driving the vehicle wheels, with a spur gear set located between the two electric machines.
  • DE 10 2011 086 743 A1 discloses an electromechanical vehicle drive device which has two separate wheel drive trains for one vehicle axle, each with its own electric traction machine. These wheel drive trains can be connected to a coupling device which has a dog clutch and a slip clutch and is designed in such a way that it allows different angular wheel speeds on the vehicle wheels and includes a parking lock function, by means of which both vehicle wheels can be locked simultaneously.
  • the coupling device is arranged between the two wheel drive shafts of the wheel drive trains.
  • the invention is based on the object of specifying an electric drive for a vehicle in which the installation space and weight of the drive are reduced.
  • the electric drive of a vehicle explained at the outset consists of two electric traction machines arranged axially next to one another in series a reduction gear drive two vehicle wheels and which are operatively connected to a gear.
  • the gear for establishing a connection between separate rotor shafts of the electric traction machines is designed as a differential gear, on the output shaft of which a parking lock mechanism is formed.
  • This has the advantage that a common parking lock mechanism is implemented for both traction machines.
  • a sideways positioning of the vehicle as can occur when using two separate parking lock mechanisms for each traction machine when a parking lock mechanism is engaged on one side, is thus prevented just as reliably as slipping of the vehicle.
  • the drive is reduced in terms of installation space and weight, and the mechanics can also be controlled via a single actuator, which contributes to cost optimization.
  • a rotor shaft and the stator(s) of the electric traction machines are arranged axially next to one another and can be operated in an I-arrangement or an H-arrangement.
  • the rotor and stator are axial to one another, with the rotor being on the inside and the stators on the outside in the I arrangement, while the opposite is true in the H arrangement.
  • a diverse configuration of the electric drive is thus possible.
  • the input shafts of the differential gear are coupled to the electric traction machines in a torque-proof manner and the output shaft can be coupled to a housing via the parking lock mechanism.
  • the parking lock mechanism locking function locks both traction machines at the same time.
  • the rotor shafts are coupled to one another via the differential gear in a fixed speed ratio if a parking lock wheel of the parking lock mechanism is firmly locked to the housing and the output shaft is thus fixed. If the parking lock wheel is locked, the two rotor shafts can no longer rotate independently of one another and a fixed speed ratio is established, which leads to the vehicle standing still if the rotor shafts rotate in opposite directions.
  • the differential gear has two input shafts and one output shaft, with the input shafts each being coupled in a torque-proof manner to a rotor shaft of the electric traction machine and the output shaft having a medium speed relative to the two input shafts when the parking lock mechanism is open.
  • the differential gear is used with reverse kinematics as the already known differential gear, in that the two shaft connections on which the rotor shafts act form an input of the differential gear, while the single shaft connection forms the output of the differential gear, which is accessed by the parking lock mechanism.
  • the rotor shafts of the electric traction machines can be subjected to different speeds, which are transmitted to the vehicle wheels and, for example, ensure slip-free cornering as long as the parking lock wheel of the parking lock mechanism is not braked. An average of the two rotor speeds is then always present at the shaft connection that is assigned to the parking lock gear.
  • the differential gear is designed as a planetary gear with at least three pairs of planetary gears and one planet of one of the pairs of planetary gears is in toothing contact with a sun that is non-rotatably connected to the first rotor shaft and the second planets of a pair of planetary gears are in toothing contact with a ring gear, while a common web, in which the pairs of planet gears are rotatably mounted, is non-rotatably connected to the second rotor shaft.
  • the outer planets of the pairs of planetary gears mesh with the ring gear on which the parking lock mechanism rests.
  • the parking lock wheel is coupled in a rotationally fixed manner to the output shaft of the differential gear unit in order to engage the parking lock mechanism.
  • the parking lock gear is designed in one piece with the output shaft of the differential gear. This allows the parking lock mechanism to be connected to the electric drive without using additional components. This leads to a further reduction in the weight of the electric drive and also contributes to a cost-optimized design of the drive.
  • the rotor shafts connected to one another via the differential gear are each connected to one of the reduction gears.
  • Such reduction gears reduce the speed of the vehicle wheels compared to the speed of the electric traction machines, with the torque being increased.
  • the reduction gears are designed as planetary gears, in which the gear output shaft is arranged coaxially with the gear input shafts, with the planetary gear being designed as a stepped or simple planetary gear set.
  • the coaxial position brings space advantages and allows the use of different planetary gears in the same space.
  • the reduction gears are designed as spur gear chains, in which the gear output shaft is arranged axially parallel to the gear input shaft. This alternative embodiment also saves installation space.
  • the decoupling unit acts on an intermediate transmission shaft or a ring gear or a transmission input shaft of the reduction gear.
  • the arrangement of the decoupling unit can be selected depending on the torque to be supported.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the electric drive according to the invention
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of the electric drive according to the invention.
  • FIG. 1 a first embodiment of the electric drive according to the invention is shown.
  • the electric drive 1 comprises two electric traction machines 2, 3, which are arranged in series, so that the rotor shafts 4, 5 of the two electric traction machines 2.3 are coaxial with one another.
  • Each rotor shaft 4, 5 is guided to a respective reduction gear 6, 7, which engages with a gear output shaft 8, 9 on a respective vehicle wheel 10, 11.
  • a differential gear 12 is formed in the form of a planetary gear, to which the two rotor shafts 4, 5 are coupled.
  • the differential gear 12 designed as a planetary gear has a number of pairs of planetary gears 13, 14 whose individual planets mesh with one another.
  • a planet 15 or 16 of the planet wheel pair 13 or 14 is connected to a sun 17 via the input shaft 35 which is connected to the first rotor shaft 4 in terms of rotation.
  • the outer second planets 18a and 18b of the pairs of planetary gears are in an operative connection with a ring gear 19.
  • D. h. the two planets 18a and 18b and the ring gear 19 are geared together, on which an output shaft 37 is arranged.
  • a common web 20, in which the pairs of planetary gears 13, 14 are rotatably mounted, is connected as a second input shaft 36 in terms of rotation to the second rotor shaft 5 of the electric traction machine 3.
  • a parking lock gear 21 is rigidly coupled to ring gear 19 . Alternatively, this can also be designed in one piece with the ring gear 19 .
  • At least one brake 22 acts on the outer circumference of the parking lock gear 21 and locks the parking lock gear 21 and thus the ring gear 19 firmly in relation to a housing 23 .
  • the brake 22 can be designed as a parking lock mechanism (not shown) which is only indicated by a pawl 38 which positively engages the parking lock wheel 21 if the parking lock wheel 21 has a speed of about ⁇ 10 rpm.
  • a mechanism of the pawl 38 is actuated hydraulically or electromechanically.
  • the electric traction machines 2, 3 shown in FIG. 1 are designed in an I-arrangement, in which a rotor 24 is arranged on the inside and the stators 25 are arranged on the outside with their axial surfaces.
  • An electric drive 26 with electric traction machines 27, 28 arranged in an H configuration is shown in FIG.
  • the rotor 24 is on the outside, while the stators 25 are positioned axially flat inside the rotor 24 .
  • the differential gear 12 lying between the two electric traction machines 27, 28 is constructed according to the embodiment explained in FIG.
  • the electric drives 1, 26 described in connection with FIGS. 1 and 2 are additionally equipped with two decoupling units 29, 30.
  • the decoupling unit 29 engages in the reduction gear 6 and the decoupling unit 30 engages in the reduction gear 7 .
  • the decoupling units 29, 30 are arranged on the transmission output shafts 8, 9. This arrangement allows the entire electric drive 1, 26 to be decoupled while driving. All decoupling units 29, 30 must be designed as a normally closed system so that the decoupling unit 29, 30 is automatically closed in the event of a fault. is guaranteed to allow safe parking of the vehicle via the parking lock mechanism 24 in principle.
  • FIG. 5 shows the electric drive 1, in which the decoupling units 29, 30 are connected to the intermediate transmission shafts or a ring gear 31, 32 of the reduction gears 6, 7.
  • the decoupling units 29, 30 are positioned on the transmission input shafts 33, 34 of the reduction gears 6, 7, whereby a decoupling of the electric drive 1, 26 is already possible at the input of the reduction gear 6, 7. In this way, additional losses can be avoided.
  • the decoupling units 29, 30 are hydraulically actuated.
  • the decoupling units 29, 30 and the actuator for the parking lock mechanism are hydraulically supplied by a common high-pressure pump.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb eines Fahrzeuges, welcher aus zwei axial nebeneinander in Reihe angeordneten elektrische Traktionsmaschinen (2, 3, 27, 28) besteht, die über je ein Reduktionsgetriebe (6, 7) zwei Fahrzeugräder (10, 11) antreiben und die mit einem Getriebe (12) in einer Wirkverbindung stehen. Bei einem elektrischen Antrieb, bei welchem Bauraum und Gewicht des Antriebs reduziert werden, ist das Getriebe (12) zur Herstellung einer Verbindung zwischen getrennten Rotorwellen (4, 5) der elektrischen Traktionsmaschinen (2, 3; 27, 28) als Differentialausgleichsgetriebe ausgeführt, an dessen Ausgangswelle (37) ein Parksperrenmechanismus (38) ausgebildet ist.

Description

Elektrischer Antrieb eines Fahrzeuges
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb eines Fahrzeuges, welcher aus zwei axial nebeneinander in Reihe angeordneten elektrische Traktionsmaschinen besteht, die über je ein Reduktionsgetriebe zwei Fahrzeugräder antreiben und die mit einem Getriebe in einer Wirkverbindung stehen.
Aus der EP 3 519222 B1 ist eine Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse, insbesondere eine Hinterachse, bekannt, bei welcher zwei Elektromaschinen je ein an einer gemeinsamen Achse angeordnetes Fahrzeugrad über ein Achsdifferential antreiben, welchen jeweils ein Reduktionsgetriebe vorgeschaltet ist. Die Elektromaschinen sind in koaxialer Anordnung zu den ersten und zweiten, die Fahrzeugräder antreibenden Flanschwellen positioniert, wobei ein Stirnradgetriebe zwischen den beiden Elektromaschinen angeordnet ist.
Die DE 10 2011 086 743 A1 offenbart eine elektromechanische Fahrzeugantriebseinrichtung, welche für eine Fahrzeugachse zwei separate Radantriebsstränge mit jeweils einem eigenen Elektrische Traktionsmaschine aufweist. Diese Radantriebsstränge sind mit einer eine Klauenkupplung und eine Rutschkupplung aufweisenden Koppeleinrichtung verbindbar, die so ausgebildet ist, dass diese unterschiedliche Radwinkelgeschwindigkeiten an den Fahrzeugrädern zulässt und eine Parksperrenfunktion umfasst, mittels welcher beide Fahrzeugräder gleichzeitig sperrbar sind. Die Koppeleinrichtung ist dabei zwischen den beiden Radantriebswellen der Radantriebsstränge angeordnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Antrieb eines Fahrzeuges anzugeben, bei welchem Bauraum und Gewicht des Antriebs reduziert werden.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Der eingangs erläuterte elektrische Antrieb eines Fahrzeuges besteht aus zwei axial nebeneinander in Reihe angeordneten elektrischen Traktionsmaschinen, die über je ein Reduktionsgetriebe zwei Fahrzeugräder antreiben und die mit einem Getriebe in einer Wirkverbindung stehen. Bei diesem elektrischen Antrieb ist das Getriebe zur Herstellung einer Verbindung zwischen getrennten Rotorwellen der elektrischen Traktionsmaschinen als Differentialausgleichsgetriebe ausgeführt, an dessen Ausgangswelle ein Parksperrenmechanismus ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass eine gemeinsame Parksperrenmechanik für beide Traktionsmaschinen realisiert wird. Ein Querstellen des Fahrzeuges, wie es bei Verwendung zweier getrennter Parksperrenmechanismen für jede Traktionsmaschine bei einseitigem Einlegen eines Parksperrenmechanismus vorkommen kann, wird somit genau so zuverlässig verhindert, wie ein Rutschen des Fahrzeuges. Darüber hinaus wird der Antrieb hinsichtlich Bauraum und Gewicht reduziert und weiter kann die Mechanik über eine einzige Aktuatorik angesteuert werden, was zu einer Kostenoptimierung beiträgt.
Gemäß einer Ausführungsform sind eine Rotorwelle und der/die Stator(en) der elektrischen Traktionsmaschinen axial nebeneinander angeordnet und dabei in eine I- Anordnung oder einer H-Anordnung betreibbar. In beiden Fällen liegen Rotor und Stator axial zueinander, wobei bei der I-Anordnung der Rotor innen und die Statoren außen liegen, während es sich bei der H-Anordnung umgekehrt verhält. Somit ist eine vielfältige Ausgestaltung des elektrischen Antriebs möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Eingangswellen des Differentialausgleichsgetriebes mit den elektrischen Traktionsmaschinen drehfest gekoppelt und die Ausgangswelle über den Parksperrenmechanismus mit einem Gehäuse koppelbar. Bei der Sperrfunktion des Parksperrenmechanismus werden beide Traktionsmaschinen gleichzeitig festgesetzt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Rotorwellen über das Differentialausgleichsgetriebe in einem festen Drehzahlverhältnis miteinander gekoppelt, sofern ein Parksperrenrad des Parksperrenmechanismus fest mit dem Gehäuse gesperrt und somit ist die Ausgangswelle festgesetzt ist. Wenn das Parksperrenrad gesperrt ist, können die beiden Rotorwellen nicht mehr unabhängig voneinander drehen und es stellt sich ein festes Drehzahlverhältnis ein, was bei einer gegenläufigen Drehbewegung der Rotorwellen zu einem Stehen des Fahrzeuges führt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Differentialausgleichsgetriebe zwei Eingangswellen und eine Ausgangswelle auf, wobei die Eingangswellen mit je einer Rotorwelle der elektrischen Traktionsmaschine drehfest gekoppelt sind und die Ausgangswelle eine mittlere Drehzahl zu den beiden Eingangswellen aufweist, sofern der Parksperrenmechanismus geöffnet ist. Dabei wird das Differentialausgleichsgetriebe mit einer umgekehrten Kinematik als bereits bekannte Differentialgetriebe genutzt, indem die beiden Wellenanschlüsse, an welchen die Rotorwellen angreifen, einen Eingang des Differentialausgleichsgetriebes bilden, während der einzelne Wellenanschluss den Ausgang des Differentialausgleichsgetriebes bildet, auf welchen die Parksperrenmechanismus zugreift. Somit können die Rotorwellen der elektrischen Traktionsmaschinen mit verschiedenen Drehzahlen beaufschlagt werden, die auf die Fahrzeugräder übertragen werden und dabei beispielsweise eine schlupffreie Kurvenfahrt gewährleisten, solange das Parksperrenrad des Parksperrenmechanismus nicht gebremst wird. An dem Wellenanschluss, der dem Parksperrenrad zugeordnet ist, liegt dann immer ein Mittel des beiden Rotordrehzahlen an.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Differentialausgleichsgetriebe als Planetenradgetriebe mit mindestens drei Planetenradpaaren ausgebildet und jeweils ein Planet eines der Planetenradpaare mit einer drehfest mit der ersten Rotorwelle in Verbindung stehenden Sonne und die zweiten Planeten eines Planetenradpaares mit einem Hohlrad im Verzahnungskontakt stehen, während ein gemeinsamer Steg, in dem die Planetenradpaare drehbar gelagert sind, mit der zweiten Rotorwelle drehfest verbunden ist. Die äußeren Planeten der Planetenradpaare kämmen mit dem Hohlrad, an welchem der Parksperrenmechanismus anliegt. Durch die Verwendung eines als Planetenradgetriebe ausgebildeten Differentials, beispielsweise eines „scheibenförmigen“ Stirnraddifferentials, wird der in axialer Richtung benötigte Bauraum des elektrischen Antriebes weiter reduziert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Parksperrenrad zum Eingriff des Parksperrenmechanismus drehfest mit der Ausgangswelle des Differentialausgleichsgetriebes gekoppelt. Infolge dieser Anordnung wird Bauraum und Gewicht weiter reduziert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Parksperrenrad einteilig mit der Ausgangswelle des Differentialausgleichsgetriebes ausgeführt. Dadurch kann der Parksperrenmechanismus ohne Verwendung zusätzlicher Bauteile mit dem elektrischen Antrieb verbunden werden. Dies führt zu einer weiteren Gewichtsabnahme des elektrischen Antriebs und trägt ferner zu einer kostenoptimierten Gestaltung des Antriebs bei.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die über das Differentialausgleichsgetriebe miteinander verbundenen Rotorwellen mit jeweils einem der Reduktionsgetriebe verbunden. Durch solche Reduktionsgetriebe wird die Drehzahl der Fahrzeugräder gegenüber der Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschinen reduziert, wobei das Drehmoment erhöht wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Reduktionsgetriebe als Planetenradgetriebe ausgeführt, bei denen die Getriebeausgangswelle koaxial zu den Getriebeeingangswellen angeordnet sind, wobei das Planetenradgetriebe als gestufter oder einfacher Planetenradsatz ausgebildet ist. Die koaxiale Lage bringt Bauraumvorteile und erlaubt die Verwendung unterschiedlicher Planetenradgetriebe im selben Bauraum.
Gemäß einer weiteren Ausführungseinheit sind die Reduktionsgetriebe als Stirnräderkette ausgeführt, bei denen die Getriebeausgangswelle achsparallel zur Getriebeeingangswelle angeordnet sind. Durch diese alternative Ausgestaltung wird ebenfalls Bauraum eingespart.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform greift die Abkoppeleinheit an einer Getriebezwischenwelle oder einem Hohlrad oder einer Getriebeeingangswelle des Reduktionsgetriebes an. Durch die Betätigung der Abkoppeleinheiten können die Fahrzeugräder unabhängig voneinander von dem elektrischen Antrieb getrennt werden.
Die Anordnung der Abkoppeleinheit kann dabei in Abhängigkeit des abzustützenden Drehmomentes gewählt werden.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebs,
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebes,
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebes,
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebes,
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebes,
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebes.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebes dargestellt. Der elektrische Antrieb 1 umfasst zwei elektrische Traktionsmaschinen 2, 3, die in Reihe angeordnet sind, so dass die Rotorwellen 4, 5 der beiden elektrische Traktionsmaschinen 2,3 koaxial zueinander liegen. Jede Rotorwelle 4, 5 ist an jeweils ein Reduktionsgetriebe 6, 7 geführt, welches mit einer Getriebeausgangswelle 8, 9 an jeweils einem Fahrzeugrad 10, 11 angreift.
Zwischen den beiden elektrische Traktionsmaschinen 2, 3 ist ein Differentialausgleichsgetriebe 12 in Form eines Planetenradgetriebes ausgebildet, an welchem die beiden Rotorwellen 4, 5 angekoppelt sind. Das als Planetenradgetriebe ausgebildete Differentialausgleichsgetriebe 12 weist eine Anzahl von Planetenradpaare 13, 14 auf, deren Einzelplaneten miteinander kämmen. Ein Planet 15 oder 16 des Planeten- radpaares 13 bzw. 14 ist mit einer Sonne 17 über die Eingangswelle 35 verbunden, die drehtest mit der ersten Rotorwelle 4 verbunden ist. Die außenliegenden zweiten Planeten 18a bzw. 18b der Planetenradpaare stehen in einer Wirkverbindung mit einem Hohlrad 19. D. h. die beiden Planeten 18a bzw.18b und das Hohlrad 19 sind miteinander verzahnt, an welchen eine Ausgangswelle 37 angeordnet ist. Ein gemeinsamer Steg 20, in dem die Planetenradpaare 13, 14 drehbar gelagert sind, ist als zweite Eingangswelle 36 drehtest mit der zweiten Rotorwelle 5 der elektrischen Traktionsmaschine 3 verbunden. Ein Parksperrenrad 21 ist fest mit dem Hohlrad 19 gekoppelt. Alternativ kann dieses auch einteilig mit dem Hohlrad 19 ausgeführt sein. Am äußeren Umfang des Parksperrenrades 21 greift mindestens eine Bremse 22 an, die das Parksperrenrad 21 und somit das Hohlrad 19 fest gegenüber einem Gehäuse 23 sperrt. Vorteilhafterweise kann die Bremse 22 als nicht weiter dargestellter Parksperrenmechanismus ausgebildet sein, der lediglich durch eine Klinke 38 angedeutet ist, die formschlüssig in das Parksperrenrad 21 eingreift, insofern das Parksperrenrad 21 eine Drehzahl von etwa <10 1/min aufweist. Ein Mechanismus der Klinke 38 wird dabei hydraulisch oder elektromechanisch aktuiert.
Die in Fig. 1 dargestellten Elektrische Traktionsmaschinen 2, 3 sind in einer I- Anordnung ausgeführt, in welcher ein Rotor 24 innenliegend und die Statoren 25 axialflächig außenliegend angeordnet sind. Ein elektrischer Antrieb 26 mit elektrischen Traktionsmaschinen 27, 28, die in einer H-Anordnung ausgeführt sind, ist in Fig. 2 gezeigt. Bei dieser Ausführung liegt der Rotor 24 außen, während die Statoren 25 axialflächig innerhalb des Rotors 24 positioniert sind. Das zwischen den beiden elektrische Traktionsmaschinen 27, 28 liegende Differentialausgleichgetriebe 12 ist gemäß der in Fig. 1 erläuterten Ausführung aufgebaut.
In den Fig. 3 bis 6 sind in die im Zusammenhang mit Fig.1 und 2 beschriebenen elektrischen Antriebe 1 , 26 zusätzlich mit zwei Abkoppeleinheiten 29, 30 ausgestattet. Dabei greift die Abkoppeleinheit 29 an dem Reduktionsgetriebe 6 und die Abkoppeleinheit 30 an dem Reduktionsgetriebe 7 ein. Gemäß Fig. 3 und 4 sind die Abkoppeleinheiten 29, 30 an den Getriebeausgangswellen 8, 9 angeordnet. Dieses Anordnung erlaubt die Abkopplung des gesamten elektrischen Antriebs 1 , 26 während der Fahrt. Alle Abkoppeleinheiten 29, 30 müssen dabei als normally closed System ausgebildet sein, damit im Fehlerfall ein automatisches Schließen der Abkoppeleinheit 29, 30 ge- währleistet wird, um ein sicheres Abstellen des Fahrzeugs über den Parksperrenmechanismus 24 grundsätzlich zu ermöglichen.
In Fig. 5 ist der elektrische Antrieb 1 gezeigt, bei welchem die Abkoppeleinheiten 29, 30 an den Getriebezwischenwellen bzw. einem Hohlrad 31 , 32 der Reduktionsgetriebe 6, 7 angebunden sind. Im elektrischen Antrieb 26 gemäß Fig. 6 sind die Abkoppeleinheiten 29, 30 an den Getriebeeingangswellen 33, 34 der Reduktionsgetriebe 6, 7 positioniert, wodurch eine Abkopplung des elektrischen Antriebes 1 , 26 bereits am Eingang des Reduktionsgetriebes 6, 7 ermöglicht wird. Damit lassen sich zusätzlich Verluste vermeiden.
In jedem der beschriebenen Fälle werden die Abkoppeleinheiten 29, 30 hydraulisch betätigt. Dabei werden die Abkoppeleinheiten 29, 30 und der Aktuator für den Parksperrenmechanismus von einer gemeinsamen Hochdruckpumpe hydraulisch versorgt.
Bezuqszeichenliste
1 elektrischer Antrieb
2 elektrische Traktionsmaschine
3 elektrische Traktionsmaschine
4 Rotorwelle
5 Rotorwelle
6 Reduktionsgetriebe
7 Reduktionsgetriebe
8 Getriebeausgangswelle
9 Getriebeausgangswelle
10 Fahrzeugrad
11 Fahrzeugrad
12 Differentialausgleichsgetriebe
13 Planetenradpaar
14 Planetenradpaar
15 erster Planet eines Planetenradpaares
16 zweiter Planet eines Planetenradpaares
17 Sonne
18a äußerer Planet eines Planetenradpaares
18b äußerer Planet eines Planetenradpaares
19 Hohlrad
20 Steg
21 Parksperrenrad
22 Bremse 23 Gehäuse
24 Rotor
25 Stator
26 Elektrischer Antrieb 27 Elektrische Traktionsmaschine
28 Elektrische Traktionsmaschine
29 Abkoppeleinheit
30 Abkoppeleinheit
31 Hohlrad 32 Hohlrad
33 Getriebeeingangswelle
34 Getriebeeingangswelle
35 Ausgangswelle des Differentialausgleichsgetriebes
36 Ausgangswelle des Differentialausgleichsgetriebes 37 Eingangswelle der Differentialausgleichsgetriebes
38 Klinke eines Parksperrenmechanismus

Claims

Patentansprüche Elektrischen Antrieb eines Fahrzeuges, welcher aus zwei axial nebeneinander in Reihe angeordneten elektrische Traktionsmaschinen (2, 3, 27, 28) besteht, die über je ein Reduktionsgetriebe (6, 7) zwei Fahrzeugräder (10, 11 ) antreiben und die mit einem Getriebe (12) in einer Wirkverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (12) zur Herstellung einer Verbindung zwischen getrennten Rotorwellen (4, 5) der elektrischen Traktionsmaschinen (2, 3, 27, 28) als Differentialausgleichsgetriebe ausgeführt ist, an dessen Ausgangswelle (37) ein Parksperrenmechanismus (38) ausgebildet ist. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Rotorwelle (4, 5) und der/die Stator(en) (25) der elektrischen Traktionsmaschinen (2, 3, 27, 28) axial nebeneinander angeordnet sind und dabei in eine I- Anordnung (2, 3) oder einer H-Anordnung (27, 28) betreibbar sind. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswellen (33, 34) des Differentialausgleichsgetriebes (12) mit den elektrischen Traktionsmaschinen (2, 3, 27, 28) drehfest gekoppelt sind und die Ausgangswelle (35) über den Parksperrenmechanismus (38) mit einem Gehäuse (23) koppelbar ist. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwellen (3, 4) über das Differentialausgleichsgetriebe (12) in einem festen Drehzahlverhältnis miteinander gekoppelt sind, sofern ein Parksperrenrad (21 ) des Parksperrenmechanismus (38) fest mit dem Gehäuse (23) gesperrt und somit die Ausgangswelle (37) festgesetzt ist. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialausgleichsgetriebe zwei Eingangswellen (35, 36) und eine Ausgangswelle (37) aufweist, wobei die Eingangswellen (35, 36) mit je einer Rotorwelle (4, 5) der elektrischen Traktionsmaschine (2, 3, 27, 28) drehfest gekoppelt sind und die Ausgangswelle (37) eine mittlere Drehzahl zu den beiden Eingangswellen (35, 36) aufweist, sofern der Parksperrenmechanismus (38) geöffnet ist. Elektrischer Antrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialausgleichsgetriebe (12) als Planetenradgetriebe mit mindestens drei Planetenradpaaren (13, 14) ausgebildet ist und jeweils ein Planet (15, 16) eines der Planetenradpaare (13, 14) mit einer drehfest mit der ersten Rotorwelle (4) in Verbindung stehenden Sonne (17) und die äußeren Planeten (18a, b) eines Planetenradpaares (13, 14) mit einem Hohlrad (19) im Verzahnungskontakt stehen, während ein gemeinsamer Steg (20), in dem die Planetenradpaare (13, 14) drehbar gelagert sind, mit der zweiten Rotorwelle (5) drehfest verbunden ist. Elektrischer Antrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenrad (21 ) zum Eingriff des Parksperrenmechanismus (38) drehfest mit der Ausgangswelle (37) des Differentialausgleichsgetriebes (12) gekoppelt ist. Elektrischer Antrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenrad (21 ) einteilig mit der Ausgangswelle (37) des Differentialausgleichsgetriebes (12) ausgeführt ist. Elektrischer Antrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die über das Differentialausgleichsgetriebe (12) miteinander verbundenen Rotorwellen (4, 5) mit jeweils einem der Reduktionsgetriebe (6, 7) verbunden sind. Elektrischer Antrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionsgetriebe (6, 7) als Planetenradgetriebe ausgeführt sind, bei denen die Getriebeausgangswelle (8, 9) koaxial zur den Getriebeeingangswellen (33, 34) angeordnet sind, wobei das Planetenradgetriebe als gestufter oder einfacher Planetensatz ausgebildet ist. Elektrischer Antrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionsgetriebe (6,7) als Stirnräderkette ausgeführt sind, bei denen die Getriebeausgangswelle (8, 9) achsparallel zur Getriebeeingangswelle (33, 34) angeordnet sind. Elektrischer Antrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abkoppeleinheit (29, 30) an einer Getriebezwischenwelle oder dem Hohlrad (19) oder einer Getriebeeingangswelle (33, 34) oder der Getriebeausgangswelle (8, 9) des Reduktionsgetriebes (6, 7) angreift.
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