WO2023138723A1 - Electric axle drive with a torque vectoring unit and axially parallel arrangement - Google Patents

Electric axle drive with a torque vectoring unit and axially parallel arrangement Download PDF

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WO2023138723A1
WO2023138723A1 PCT/DE2023/100005 DE2023100005W WO2023138723A1 WO 2023138723 A1 WO2023138723 A1 WO 2023138723A1 DE 2023100005 W DE2023100005 W DE 2023100005W WO 2023138723 A1 WO2023138723 A1 WO 2023138723A1
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Thorsten Biermann
Götz Rathke
Martin Klein
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Abstract

The invention relates to an electric axle drive (10) for a vehicle, comprising an electric motor (12) for providing a drive power having a stator (14) and a rotor (18) rotatable in relation to the stator about a rotation axis (16), a power transfer case (26) which has a gear input (32) for introducing a drive power of the rotor (18) and, at the output end, a first gear output (34) and a second gear output (36), which acts parallel to the first gear output, for outputting the drive power, a torque vectoring unit (38) which, for controlled introduction of a differential torque superimposed on the torque associated with the drive power, has between the first and second gear output (34, 36) a first coupling output (40) coupled to the first gear output (34) and a second coupling output (42) acting parallel to the first coupling output and coupled to the second gear output (36), wherein a gear device (80) connected at the input end to the first and second gear output (34, 36) and having an output-end first output drive (84) and a second output drive (88) acting parallel to the first output drive is provided and the first and/or second output drive (84, 88) are/is rotatable about a further rotation axis (100) offset axially parallel to the rotation axis (16).

Description

Elektrischer Achsantrieb mit einer Torque-Vectoring-Einheit und achsparalleler Anordnung Electric axle drive with a torque vectoring unit and axis-parallel arrangement
Beschreibungseinleitung description introduction
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Achsantrieb nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to an electric axle drive according to the preamble of claim 1.
In DE 102015 223 131 A1 ist eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, aufweisend einen Elektromotor, ein Differentialgetriebe und eine Torque-Vectoring-Einheit. Das Differentialgetriebe umfasst einen ersten und zweiten Planetensatz und ein weiterer Elektromotor bewirkt eine Einleitung eines Drehmoments in die beiden Planetensätze. DE 102015 223 131 A1 describes a drive device for a motor vehicle, having an electric motor, a differential gear and a torque vectoring unit. The differential gear comprises a first and second planetary gear set and a further electric motor causes a torque to be introduced into the two planetary gear sets.
In DE 2343 029 A1 ist ein elektrischer Antrieb für Arbeitsmaschinen beschrieben, bei dem radial innerhalb von dem Elektromotor eine Getriebeeinheit angeordnet ist. DE 2343 029 A1 describes an electric drive for working machines in which a gear unit is arranged radially inside the electric motor.
In DE 102010 051 058 A1 ist eine Antriebseinheit beschrieben, die einen Elektromotor, ein Verteilergetriebe und mehrere Planetengetriebe aufweist. Der Elektromotor ist über eines der Planetengetriebe mit dem Verteilergetriebe verbunden. Ein weiterer Elektromotor ist als Hilfsantrieb oder Stellantrieb über weitere Planetengetriebe mit dem Verteilergetriebe verbunden. DE 102010 051 058 A1 describes a drive unit which has an electric motor, a transfer case and several planetary gears. The electric motor is connected to the transfer case via one of the planetary gears. Another electric motor is connected to the transfer case as an auxiliary drive or actuator via further planetary gears.
Die DE 102019 107 538 A1 zeigt ein Torque-Vectoring-Getriebe für ein Kraftfahrzeug. DE 102019 107 538 A1 shows a torque vectoring transmission for a motor vehicle.
Die US 2019 / 0264790 A1 und die US 2015 / 0 107 914 A1 zeigen jeweils elektromechanische Achsantriebsvorrichtungen. US 2019/0264790 A1 and US 2015/0 107 914 A1 each show electromechanical axle drive devices.
Die DE 102019206 967 A1 zeigt eine Antriebsachse für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug. DE 102019206 967 A1 shows a drive axle for an electrically powered vehicle.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, den elektrischen Achsantrieb leistungsfähiger und effizienter aufzubauen. Weiterhin sollen die Herstellungskosten, der Bauraumbedarf und das Gewicht verringert werden. Die Antriebsleistung soll bedarfsgerechter ausgegeben werden. Der elektrische Achsantrieb soll, bevorzugt durch die kompaktere Ausführung, variabler in dem Fahrzeug angeordnet werden. The object of the present invention is to design the electric axle drive to be more powerful and efficient. Furthermore, the production costs, the space requirement and the weight are to be reduced. The drive power should be output according to demand. The electric axle drive should be arranged more variably in the vehicle, preferably due to the more compact design.
Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch einen elektrischen Achsantrieb mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann der elektrische Achsantrieb variabler angeordnet werden. Weiterhin kann der elektrische Achsantrieb kompakter aufgebaut werden und die Antriebsleistung gezielter und effizienter ausgegeben werden. At least one of these tasks is solved by an electric axle drive with the features according to claim 1. This allows the electric axle drive to be more variable to be ordered. Furthermore, the electric axle drive can be made more compact and the drive power can be output in a more targeted and efficient manner.
Das Fahrzeug kann ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug sein. Der elektrische Achsantrieb kann als Vorderachsantrieb oder Hinterachsantrieb ausgeführt sein. Der elektrische Achsantrieb kann den Hauptantrieb des Fahrzeugs bilden. Der elektrische Achsantrieb kann zusätzlich oder alternativ zu einem Antriebselement den Antrieb des Fahrzeugs bewirken. Das Antriebselement kann ein Verbrennungsmotor oder weiterer Elektromotor sein. The vehicle may be an electric vehicle or a hybrid vehicle. The electric axle drive can be designed as a front axle drive or rear axle drive. The electric axle drive can form the main drive of the vehicle. The electric axle drive can drive the vehicle in addition to or as an alternative to a drive element. The drive element can be an internal combustion engine or another electric motor.
Das Leistungsverteilergetriebe kann ein Differentialgetriebe und/oder ein Achsverteilergetriebe sein. The power transfer case can be a differential gear and/or an axle transfer case.
Der Getriebeeingang kann ein Gehäusebauteil sein. Der Getriebeeingang kann koaxial zu dem Rotor angeordnet sein. The transmission input can be a housing component. The transmission input can be arranged coaxially to the rotor.
Der Elektromotor, das Leistungsverteilergetriebe und/oder die Torque-Vectoring-Einheit können durch einen gemeinsamen Fluidkreislauf gekühlt, geschmiert und/oder versorgt sein. Der Fluidkreislauf kann ein Ölkreislauf sein. The electric motor, the power transfer case and/or the torque vectoring unit can be cooled, lubricated and/or supplied by a common fluid circuit. The fluid circuit can be an oil circuit.
Das Leistungsverteilergetriebe, der Elektromotor und die Torque-Vectoring-Einheit können in einem gemeinsamen Getriebegehäuse aufgenommen sein. The power transfer case, the electric motor and the torque vectoring unit can be accommodated in a common transmission housing.
Der erste Koppelausgang kann drehfest mit dem ersten Getriebeausgang verbunden sein. Der erste Koppelausgang kann über eine Verzahnung, beispielsweise über eine Getriebestufe, mit dem ersten Getriebeausgang verbunden sein. Der zweite Koppelausgang kann drehfest mit dem zweiten Getriebeausgang verbunden sein. Der zweite Koppelausgang kann über eine Verzahnung, beispielsweise über eine Getriebestufe, mit dem zweiten Getriebeausgang verbunden sein. The first coupling output can be non-rotatably connected to the first transmission output. The first coupling output can be connected to the first transmission output via gearing, for example via a gear stage. The second coupling output can be non-rotatably connected to the second transmission output. The second coupling output can be connected to the second transmission output via gearing, for example via a gear stage.
Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn der Rotor und Stator zur axialen Ausrichtung des dazwischen bestehenden Magnetfelds einander axial gegenüberliegend angeordnet sind. Der Rotor kann zumindest zweiteilig ausgeführt sein, bestehend aus einem ersten Rotorteil und einem axial dazu beabstandeten zweiten Rotorteil, wobei der Stator axial zwischen dem ersten und zweiten Rotorteil angeordnet ist. Dadurch ergibt sich in Bezug auf den Rotor ein H-förmiger Aufbau. Der Stator kann zumindest zweiteilig ausgeführt sein, bestehend aus einem ersten Statorteil und einem axial dazu beabstandeten zweiten Statorteil, wobei der Rotor axial zwischen dem ersten und zweiten Statorteil angeordnet ist. Dadurch ergibt sich in Bezug auf den Rotor ein I-förmiger Aufbau. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das Leistungsverteilergetriebe axial zwischen dem Elektromotor und der Torque-Vectoring- Einheit angeordnet ist. Der Getriebeeingang kann dem Elektromotor axial gegenüberliegen. Der Getriebeeingang und der erste Getriebeausgang können auf unterschiedlichen axialen Seiten des Leistungsverteilergetriebes angeordnet sein. Der Getriebeeingang und der zweite Getriebeausgang können auf einer gleichen axialen Seite des Leistungsverteilergetriebes angeordnet sein. According to the invention, it is advantageous if the rotor and stator are arranged axially opposite one another for the axial alignment of the magnetic field existing between them. The rotor can be designed in at least two parts, consisting of a first rotor part and a second rotor part spaced axially therefrom, the stator being arranged axially between the first and second rotor parts. This results in an H-shaped structure in relation to the rotor. The stator can be designed in at least two parts, consisting of a first stator part and a second stator part spaced axially therefrom, the rotor being arranged axially between the first and second stator parts. This results in an I-shaped structure in relation to the rotor. In a preferred embodiment of the invention, it is advantageous if the power distribution gear is arranged axially between the electric motor and the torque vectoring unit. The transmission input can be located axially opposite the electric motor. The transmission input and the first transmission output can be arranged on different axial sides of the power transfer case. The transmission input and the second transmission output can be arranged on the same axial side of the power transfer case.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Getriebevorrichtung eine erste Getriebestufe mit dem ausgangsseitigen ersten Abtrieb und eine parallel zu der ersten Getriebestufe wirksame zweite Getriebestufe mit dem ausgangsseitigen zweiten Abtrieb aufweist. Der erste Abtrieb kann mit einem ersten Fahrzeugrad oder einer ersten Achse des Fahrzeugs verbunden sein. Der zweite Abtrieb kann mit einem zweiten Fahrzeugrad oder einer zweiten Achse des Fahrzeugs verbunden sein. In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the transmission device has a first transmission stage with the first output on the output side and a second transmission stage that is effective parallel to the first transmission stage and has the second output on the output side. The first output can be connected to a first vehicle wheel or a first axle of the vehicle. The second output can be connected to a second vehicle wheel or a second axle of the vehicle.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Torque- Vectoring-Einheit axial zwischen dem Leistungsverteilergetriebe und der ersten Getriebestufe angeordnet ist. Die Torque-Vectoring-Einheit kann koaxial zu dem Rotor angeordnet sein. In a preferred embodiment of the invention, it is advantageous if the torque vectoring unit is arranged axially between the power transfer case and the first gear stage. The torque vectoring unit can be arranged coaxially to the rotor.
Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die zweite Getriebestufe auf einer dem Leistungsverteilergetriebe axial abgewandten Seite des Elektromotors angeordnet ist. Der Elektromotor kann axial zwischen dem Leistungsverteilergetriebe und der zweiten Getriebestufe angeordnet sein. Die zweite Getriebestufe, der Elektromotor, das Leistungsverteilergetriebe, die Torque-Vectoring-Einheit und die erste Getriebestufe können axial in dieser Reihenfolge hintereinander angeordnet sein. In a special embodiment of the invention, it is advantageous if the second gear stage is arranged on a side of the electric motor that is axially remote from the power transfer case. The electric motor can be arranged axially between the power transfer case and the second gear stage. The second gear stage, the electric motor, the power transfer case, the torque vectoring unit and the first gear stage can be arranged axially one behind the other in this order.
Eine Verbindung zwischen dem zweiten Getriebeausgang und dem Eingang der zweiten Getriebestufe kann radial innerhalb von dem Elektromotor axial durchgeführt sein. Die Verbindung kann als Antriebswelle ausgeführt sein. Die Verbindung kann drehfest mit dem zweiten Getriebeausgang und dem Eingang der zweiten Getriebestufe verbunden sein.A connection between the second gear output and the input of the second gear stage can be carried out axially radially inside of the electric motor. The connection can be designed as a drive shaft. The connection can be non-rotatably connected to the second gear output and the input of the second gear stage.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Getriebestufe eingangsseitig mit dem um die Drehachse drehbaren ersten Getriebeausgang verbunden ist und ausgangsseitig den um die weitere Drehachse drehbaren ersten Abtrieb aufweist. Die erste Getriebestufe kann ein Stirnradgetriebe umfassen. Das Stirnradgetriebe kann ein mit dem ersten Getriebeausgang verbundenes und um die Drehachse drehbares Antriebszahnrad aufweisen. Das Stirnradgetriebe kann eine mit dem Antriebszahnrad verzahnt verbundene Zwischenwelle, die um eine zusätzliche Drehachse drehbar ist, aufweisen. Das Stirnradgetriebe kann ein mit der Zwischenwelle oder dem Antriebszahnrad verzahnt verbundenes, den ersten Abtrieb bildendes und um die weitere Drehachse drehbares Abtriebszahnrad aufweisen. Die zusätzliche Drehachse kann achsparallel zu der Drehachse und/oder weiteren Drehachse angeordnet sein. In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the first gear stage is connected on the input side to the first gear output, which can be rotated about the axis of rotation, and has the first output, which can be rotated about the further axis of rotation, on the output side. The first gear stage can include a spur gear. The spur gear can be connected to the first gear output and can be rotated about the axis of rotation Have drive gear. The spur gear can have an intermediate shaft which is connected in a toothed manner to the drive gear wheel and can be rotated about an additional axis of rotation. The spur gear can have an output gear which is connected to the intermediate shaft or the input gear in a toothed manner, forms the first output and can be rotated about the further axis of rotation. The additional axis of rotation can be arranged axially parallel to the axis of rotation and/or another axis of rotation.
Die erste Getriebestufe kann zusätzlich oder alternativ ein Planetenradgetriebe umfassen. Das Planetengetriebe kann dem Stirnradgetriebe in Reihe vorgeschaltet oder nachgeschaltet sein. Das Planetenradgetriebe kann ein gehäusefestes Hohlrad aufweisen. Das Planetengetriebe kann wenigstens ein gestuftes Planetenrad aufweisen. Ein Eingang des Planetengetriebes kann durch ein Sonnenrad gebildet sein. Der erste Abtrieb kann mit einem Planetenradträger verbunden sein. Das Sonnenrad kann mit der Zwischenwelle drehfest verbunden sein. Die zusätzliche Drehachse und die weitere Drehachse können gleich sein.The first gear stage can additionally or alternatively include a planetary gear. The planetary gear can be connected in series upstream or downstream of the spur gear. The planetary gear can have a ring gear fixed to the housing. The planetary gear can have at least one stepped planet wheel. An input of the planetary gear can be formed by a sun gear. The first output can be connected to a planet carrier. The sun gear can be connected to the intermediate shaft in a torque-proof manner. The additional axis of rotation and the further axis of rotation can be the same.
Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Getriebestufe eingangsseitig mit dem um die Drehachse drehbaren zweiten Getriebeausgang verbunden ist und ausgangsseitig den um die weitere Drehachse drehbaren zweiten Abtrieb aufweist. Die zweite Getriebestufe kann ein Stirnradgetriebe umfassen. Das Stirnradgetriebe kann ein mit dem zweiten Getriebeausgang verbundenes und um die Drehachse drehbares Antriebszahnrad aufweisen. Das Stirnradgetriebe kann eine mit dem Antriebszahnrad verzahnt verbundene Zwischenwelle, die um eine zusätzliche Drehachse drehbar ist, aufweisen. Das Stirnradgetriebe kann ein mit der Zwischenwelle oder dem Antriebszahnrad verzahnt verbundenes, den zweiten Abtrieb bildendes und um die weitere Drehachse drehbares Abtriebszahnrad aufweisen. Die zusätzliche Drehachse kann achsparallel zu der Drehachse und/oder weiteren Drehachse angeordnet sein. In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the second gear stage is connected on the input side to the second gear output, which can be rotated about the axis of rotation, and has the second output, which can be rotated about the further axis of rotation, on the output side. The second gear stage can include a spur gear. The spur gear can have a drive gear connected to the second gear output and rotatable about the axis of rotation. The spur gear can have an intermediate shaft which is connected in a toothed manner to the drive gear wheel and can be rotated about an additional axis of rotation. The spur gear can have an output gear which is connected to the intermediate shaft or the input gear in a toothed manner, forms the second output and can be rotated about the further axis of rotation. The additional axis of rotation can be arranged axially parallel to the axis of rotation and/or another axis of rotation.
Die zweite Getriebestufe kann zusätzlich oder alternativ ein Planetenradgetriebe umfassen. Das Planetengetriebe kann dem Stirnradgetriebe in Reihe vorgeschaltet oder nachgeschaltet sein. Das Planetenradgetriebe kann ein gehäusefestes Hohlrad aufweisen. Ein Eingang des Planetengetriebes kann durch ein Sonnenrad gebildet sein. Der zweite Abtrieb kann mit einem Planetenradträger verbunden sein. Das Sonnenrad kann mit der Zwischenwelle drehfest verbunden sein. Die zusätzliche Drehachse und die weitere Drehachse können gleich sein. The second gear stage can additionally or alternatively include a planetary gear. The planetary gear can be connected in series upstream or downstream of the spur gear. The planetary gear can have a ring gear fixed to the housing. An input of the planetary gear can be formed by a sun wheel. The second output can be connected to a planet carrier. The sun gear can be connected to the intermediate shaft in a torque-proof manner. The additional axis of rotation and the further axis of rotation can be the same.
Die erste Getriebestufe und die zweite Getriebestufe können spiegelverkehrt aufgebaut und angeordnet sein. Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Torque- Vectoring-Einheit wenigstens ein Planetengetriebe und wenigstens einen das zusätzliche Differenzdrehmoment in dieses einleitenden weiteren Elektromotor aufweist. Dadurch kann ein dem der Antriebsleistung zugeordneten Drehmoment überlagertes Differenzdrehmoment zwischen dem ersten und zweiten Koppelausgang eingebracht werden und die Funktionen Traktion und Drehmomentverteilung voneinander getrennt werden. The first gear stage and the second gear stage can be constructed and arranged mirror-inverted. In a special embodiment of the invention, it is advantageous if the torque vectoring unit has at least one planetary gear and at least one further electric motor that introduces the additional differential torque into it. As a result, a differential torque superimposed on the torque assigned to the drive power can be introduced between the first and second coupling output, and the traction and torque distribution functions can be separated from one another.
Der weitere Elektromotor kann bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs verlustfrei bezüglich der Übertragung der Antriebsleistung sein. Bei einer Kurvenfahrt kann der weitere Elektromotor eine positive oder negative Drehzahl aufweisen. Eine durch den weiteren Elektromotor zuführbare maximale weitere Antriebsleistung kann höchstens 10% der durch den Elektromotor bereitgestellten maximalen Antriebsleistung betragen. Eine durch den weiteren Elektromotor zuführbare dauerhafte weitere Antriebsleistung kann höchstens 10% der durch den Elektromotor bereitgestellten dauerhaften Antriebsleistung betragen. Ein durch den weiteren Elektromotor zuführbares maximales weiteres Drehmoment kann höchstens 10% des durch den Elektromotor bereitgestellten maximalen Drehmoments betragen. Ein durch den weiteren Elektromotor zuführbares dauerhaftes weiteres Drehmoment kann höchstens 10% des durch den Elektromotor bereitgestellten dauerhaften Drehmoments betragen.When the vehicle is traveling straight ahead, the further electric motor can be loss-free with regard to the transmission of the drive power. When cornering, the additional electric motor can have a positive or negative speed. A maximum additional drive power that can be supplied by the additional electric motor can amount to at most 10% of the maximum drive power provided by the electric motor. A permanent additional drive power that can be supplied by the additional electric motor can amount to at most 10% of the permanent drive power provided by the electric motor. A maximum additional torque that can be supplied by the additional electric motor can amount to at most 10% of the maximum torque provided by the electric motor. A permanent further torque that can be supplied by the further electric motor can amount to at most 10% of the permanent torque provided by the electric motor.
Die Torque-Vectoring-Einheit kann ein erstes Planetengetriebe mit einem ersten Planetenradträger und ein zweites Planetengetriebe mit einem zweiten Planetenradträger aufweisen. Das erste und zweite Planetengetriebe können ein gemeinsames Hohlrad aufweisen. Der erste Planetenradträger kann mit dem zweiten Getriebeausgang drehfest verbunden sein. Der zweite Planetenradträger kann mit dem ersten Getriebeausgang drehfest verbunden sein. The torque vectoring unit can have a first planetary gear set with a first planet carrier and a second planetary gear set with a second planet carrier. The first and second planetary gears can have a common ring gear. The first planet carrier can be connected to the second transmission output in a torque-proof manner. The second planet carrier can be connected to the first transmission output in a torque-proof manner.
Die Bauteile des ersten Planetengetriebes können eine gleiche Zähnezahl bzw. Übersetzung wie die Bauteile des zweiten Planetengetriebes aufweisen. Zumindest einige der Bauteile des ersten und zweiten Planetengetriebes können gleichteilig aufgebaut sein. The components of the first planetary gear can have the same number of teeth or translation as the components of the second planetary gear. At least some of the components of the first and second planetary gears can be constructed in the same parts.
Das erste Planetengetriebe kann ein erstes Sonnenrad aufweisen, das gehäusefest festgelegt ist. Das zweite Planetengetriebe kann ein zweites Sonnenrad aufweisen, das mit einem Rotor des weiteren Elektromotors drehfest verbunden ist. Der Rotor kann axial neben dem ersten und zweiten Sonnenrad angeordnet sein. The first planetary gear can have a first sun gear that is fixed to the housing. The second planetary gear can have a second sun wheel, which is non-rotatably connected to a rotor of the further electric motor. The rotor may be arranged axially adjacent to the first and second sun gears.
Das erste und zweite Planetengetriebe können axial nebeneinander angeordnet sein. Das erste und zweite Planetengetriebe können axial zwischen dem Leistungsverteilergetriebe und dem weiteren Elektromotor angeordnet sein. Das erste und zweite Planetengetriebe können axial zwischen dem Leistungsverteilergetriebe und der ersten Getriebestufe angeordnet sein. The first and second planetary gear can be arranged axially next to each other. The first and second planetary gears can be arranged axially between the power transfer case and the further electric motor. The first and second planetary gears can be arranged axially between the power transfer case and the first gear stage.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der das Leistungsverteilergetriebe als Differentialgetriebe ausgeführt ist. Das Leistungsverteilergetriebe kann als Stirnraddifferentialgetriebe ausgeführt sein. Das Leistungsverteilergetriebe kann ein Planetengetriebe, umfassend ein Hohlrad, wenigstens ein an einem Planetenradträger drehbares Planetenrad und mindestens ein Sonnenrad aufweisen. Das Planetenrad kann mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad verzahnt verbunden sein. A preferred embodiment of the invention is advantageous in which the power distribution gear is designed as a differential gear. The power transfer case can be designed as a spur gear differential. The power transfer case can have a planetary gear, comprising a ring gear, at least one planetary gear rotatable on a planetary gear carrier, and at least one sun gear. The planet gear can be connected to the ring gear and the sun gear in a toothed manner.
Das Leistungsverteilergetriebe kann mehrere Ausgleichsräder aufweisen. Das Leistungsverteilergetriebe kann wenigstens zwei Verzahnungsebenen aufweisen, die jeweils mit einem Ausgleichrad verzahnt verbunden sind. Das Leistungsverteilergetriebe kann drei Verzahnungsebenen aufweisen. Wenigstens ein Ausgleichsrad kann mit dem ersten oder zweiten Koppelausgang über ein Hohlrad verzahnt verbunden sein. Wenigstens ein Ausgleichrad kann mit dem ersten oder zweiten Getriebeausgang über ein weiteres Sonnenrad verzahnt verbunden sein. The power transfer case may have multiple differential gears. The power transfer case can have at least two toothing planes, each of which is toothedly connected to a differential gear. The power transfer case can have three levels of gearing. At least one differential wheel can be connected to the first or second coupling output via a toothed ring gear. At least one differential gear can be connected to the first or second transmission output via a further sun gear.
Das Leistungsverteilergetriebe kann Ausgleichsräder zur Verteilung der Antriebsleistung ausgehend von dem Getriebeeingang auf den ersten und zweiten Getriebeausgang aufweisen. Die Ausgleichsräder können sich bei an dem Getriebeeingang anliegender Antriebsleistung zur Übertragung des Antriebsdrehmoments an den ersten und zweiten Getriebeausgang drehen, selbst wenn das Antriebsdrehmoment gleichverteilt auf den ersten und zweiten Getriebeausgang geleitet wird. Die Ausgleichsräder können als Planetenräder, die an einem Planetenradträger drehbar aufgenommen sind, ausgeführt sein. Die Ausgleichsverzahnung kann als Stirnradverzahnung ausgeführt sein. The power transfer case can have differential gears for distributing the drive power from the transmission input to the first and second transmission output. When drive power is applied to the transmission input, the differential gears can rotate to transmit the drive torque to the first and second transmission outputs, even if the drive torque is distributed equally to the first and second transmission outputs. The differential gears can be designed as planetary gears that are rotatably accommodated on a planetary gear carrier. The compensating gearing can be designed as a spur gearing.
Der Getriebeeingang kann drehfest mit dem Hohlrad, dem Planetenradträger oder dem Sonnenrad verbunden, bevorzugt einteilig ausgeführt, sein. The transmission input can be non-rotatably connected to the ring gear, the planetary gear carrier or the sun gear, preferably in one piece.
Der erste oder zweite Getriebeausgang kann drehfest mit dem Planetenradträger, dem Sonnenrad oder dem Hohlrad verbunden, bevorzugt einteilig damit ausgeführt, sein. The first or second transmission output can be non-rotatably connected to the planetary gear carrier, the sun gear or the ring gear, preferably designed in one piece with it.
Das Leistungsverteilergetriebe kann einen doppelten Planetenradsatz mit ersten Planetenrädern und radial versetzt dazu angeordneten und verzahnt damit verbundenen zweiten Planetenrädern aufweisen. Die ersten und zweiten Planetenräder können an einem gemeinsamen Planetenradträger aufgenommen sein. Der Planetenradträger kann mit dem zweiten Getriebeausgang und/oder dem zweiten Koppelausgang drehfest verbunden sein. Das Sonnenrad kann mit dem ersten Getriebeausgang und/oder dem ersten Koppelausgang drehtest verbunden sein. The power transfer case can have a double planetary gear set with first planetary gears and second planetary gears arranged radially offset therefrom and meshingly connected thereto. The first and second planet gears can be accommodated on a common planet gear carrier. The planet carrier can be non-rotatably connected to the second transmission output and/or the second coupling output. The sun gear can be rotationally connected to the first transmission output and/or the first coupling output.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen. Further advantages and advantageous configurations of the invention result from the description of the figures and the illustrations.
Figurenbeschreibung character description
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen: The invention is described in detail below with reference to the figures. They show in detail:
Figur 1: Einen schematischen Querschnitt eines elektrischen Achsantriebs in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung und Figure 1: A schematic cross section of an electric axle drive in a special embodiment of the invention and
Figur 2 bis 5: Einen schematischen Halbschnitt eines elektrischen Achsantriebs jeweils in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Figure 2 to 5: A schematic half section of an electric axle drive in each case in a further special embodiment of the invention.
Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines elektrischen Achsantriebs in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der elektrische Achsantrieb 10 ist in einem Fahrzeug zur Bereitstellung und Übertragung einer Antriebsleistung zur Fortbewegung des Fahrzeugs angeordnet. Die Antriebsleistung wird durch einen Elektromotor 12 aufgebaut, der einen gehäusefesten Stator 14 und einen gegenüber diesem und um eine Drehachse 16 drehbaren Rotor 18 aufweist. Der Rotor 18> und Stator 14 sind zur axialen Ausrichtung des dazwischen bestehenden Magnetfelds einander axial gegenüberliegend angeordnet. Der Rotor 18 ist zweiteilig ausgeführt, bestehend aus einem ersten Rotorteil 20 und einem axial dazu beabstandeten zweiten Rotorteil 22, wobei der Stator 14 axial zwischen dem ersten und zweiten Rotorteil 20, 22 angeordnet ist. FIG. 1 shows a schematic cross section of an electric axle drive in a special embodiment of the invention. The electric axle drive 10 is arranged in a vehicle to provide and transmit drive power to move the vehicle. The drive power is built up by an electric motor 12 which has a stator 14 which is fixed to the housing and a rotor 18 which can be rotated relative to this and about an axis of rotation 16 . The rotor 18> and stator 14 are arranged axially opposite one another for axial alignment of the magnetic field existing therebetween. The rotor 18 is designed in two parts, consisting of a first rotor part 20 and a second rotor part 22 spaced axially therefrom, the stator 14 being arranged axially between the first and second rotor parts 20, 22.
Der elektrische Achsantrieb 10 umfasst ein in einem Getriebegehäuse 24 angeordnetes Leistungsverteilergetriebe 26, hier insbesondere ein Stirnraddifferentialgetriebe 28, das als Differentialgetriebe 30 ausgeführt ist und in Bezug auf eine Übertragung der Antriebsleistung eingangsseitig mit einem Getriebeeingang 32 unmittelbar mit dem Rotor 18 verbunden ist. Das Leistungsverteilergetriebe 26 weist ausgangsseitig einen ersten Getriebeausgang 34 und einen dazu parallel wirksamen zweiten Getriebeausgang 36 auf. Weiterhin umfasst der elektrische Achsantrieb 10 eine Torque-Vectoring-Einheit 38, die zur gesteuerten Einleitung eines Differenzdrehmoments zwischen dem ersten und zweiten Getriebeausgang 34, 36 einen mit dem ersten Getriebeausgang 34 gekoppelten, hier drehfest verbundenen, ersten Koppelausgang 40 und einen dazu parallel wirksamen und mit dem zweiten Getriebeausgang 36 gekoppelten, hier drehfest verbundenen, zweiten Koppelausgang 42 aufweist. The electric axle drive 10 comprises a power transfer case 26 arranged in a transmission housing 24, here in particular a spur gear differential 28, which is designed as a differential gear 30 and, with regard to a transmission of the drive power, is connected on the input side to a transmission input 32 directly to the rotor 18. The power transfer case 26 has on the output side a first transmission output 34 and a second transmission output 36 acting in parallel thereto. Furthermore, the electric axle drive 10 comprises a torque vectoring unit 38, which has a first coupling output 40 coupled to the first transmission output 34, here connected in a rotationally fixed manner, and a second coupling output 42 acting parallel thereto and coupled to the second transmission output 36, here connected in a rotationally fixed manner, for the controlled introduction of a differential torque between the first and second transmission outputs 34, 36.
Das Leistungsverteilergetriebe 26 ist axial zwischen dem Elektromotor 12 und der Torque- Vectoring-Einheit 38 angeordnet. Die Torque-Vectoring-Einheit 38 umfasst ein erstes Planetengetriebe 44 mit einem ersten Sonnenrad 46, einem ersten Hohlrad 48 und ersten Planetenrädern 50 und ein zweites Planetengetriebe 52 mit einem zweiten Sonnenrad 54, einem zweiten Hohlrad 56 und zweiten Planetenrädern 58. Die ersten und zweiten Planetenräder 50, 58 sind an einem gemeinsamen Planetenradträger 60 drehbar aufgenommen. Das zweite Hohlrad 56 ist mit dem ersten Getriebeausgang 34 und das erste Hohlrad 48 ist mit dem zweiten Getriebeausgang 36 drehfest verbunden. The power transfer case 26 is arranged axially between the electric motor 12 and the torque vectoring unit 38 . The torque vectoring unit 38 includes a first planetary gear 44 with a first sun gear 46, a first ring gear 48 and first planetary gears 50 and a second planetary gear 52 with a second sun gear 54, a second ring gear 56 and second planetary gears 58. The first and second planetary gears 50, 58 are rotatably accommodated on a common planetary gear carrier 60. The second ring gear 56 is non-rotatably connected to the first transmission output 34 and the first ring gear 48 is connected to the second transmission output 36 .
Die Torque-Vectoring-Einheit 38 umfasst einen weiteren Elektromotor 62, der ein zusätzliches Differenzdrehmoment zwischen dem ersten und zweiten Getriebeausgang 34, 36 einleiten kann. Das erste und zweite Planetengetriebe 44, 52 sind axial nebeneinander angeordnet. The torque vectoring unit 38 includes a further electric motor 62, which can introduce an additional differential torque between the first and second transmission outputs 34, 36. The first and second planetary gears 44, 52 are arranged axially side by side.
Das zweite Sonnenrad 54 ist gehäusefest an dem Getriebegehäuse 24 festgelegt. Das erste Sonnenrad 46 ist mit einem Rotor 64 des weiteren Elektromotors 62 drehfest verbunden. Stellt der Elektromotor 62 kein zusätzliches Differenzdrehmoment bereit, beispielsweise bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs, dann dreht sich der Rotor 64 nicht. The second sun gear 54 is fixed in place on the transmission housing 24 . The first sun gear 46 is connected to a rotor 64 of the further electric motor 62 in a torque-proof manner. If the electric motor 62 does not provide any additional differential torque, for example when the vehicle is traveling straight ahead, then the rotor 64 does not rotate.
Das Leistungsverteilergetriebe 26 weist ein Planetengetriebe 66 mit einem doppelten Planetenradsatz 68 mit ersten Planetenrädern 70 und radial versetzt dazu angeordneten und verzahnt damit verbundenen zweiten Planetenrädern 72 auf. Die ersten Planetenräder 70 sind mit einem Hohlrad 74 verzahnt verbunden. Das Hohlrad 74 bildet den Getriebeeingang 32 und ist mit dem Rotor 18 drehfest verbunden. The power transfer case 26 has a planetary gear 66 with a double planetary gear set 68 with first planetary gears 70 and arranged radially offset thereto and meshed with second planetary gears 72 . The first planet gears 70 are connected to a ring gear 74 in a toothed manner. Ring gear 74 forms transmission input 32 and is connected to rotor 18 in a torque-proof manner.
Die zweiten Planetenräder 72 sind mit einem Sonnenrad 76 verzahnt verbunden. Das Sonnenrad 76 bildet den ersten Getriebeausgang 34, der mit dem zweiten Hohlrad 56 drehfest verbunden ist. Die ersten und zweiten Planetenräder 70, 72 sind in Reihe wirksam zwischen dem Hohlrad 74 und dem Sonnenrad 76 angeordnet. Die ersten und zweiten Planetenräder 70, 72 sind an einem gemeinsamen Planetenradträger 78 aufgenommen. Der gemeinsame Planetenradträger 78 bildet den zweiten Getriebeausgang 36, der mit dem ersten Hohlrad 48 drehfest verbunden ist. Der erste und zweite Getriebeausgang 34, 36 ist mit einer Getriebevorrichtung 80 zur Übertragung der Antriebsleistung verbunden. Die Getriebevorrichtung 80 umfasst eine erste Getriebestufe 82, die eingangsseitig mit dem ersten Getriebeausgang 34 verbunden ist und ausgangsseitig einen ersten Abtrieb 84 aufweist. Die Getriebevorrichtung 80 umfasst weiterhin eine zweite Getriebestufe 86, die eingangsseitig mit dem zweiten Getriebeausgang 36 verbunden ist und ausgangsseitig einen zu dem ersten Abtrieb 84 parallel wirksamen zweiten Abtrieb 88 aufweist. The second planet gears 72 are meshed with a sun gear 76 . The sun gear 76 forms the first gear output 34 which is non-rotatably connected to the second ring gear 56 . The first and second planetary gears 70, 72 are operatively disposed in series between the ring gear 74 and the sun gear 76. The first and second planetary gears 70, 72 are accommodated on a common planet carrier 78. The common planetary gear carrier 78 forms the second transmission output 36 which is connected to the first ring gear 48 in a torque-proof manner. The first and second transmission output 34, 36 is connected to a transmission device 80 for transmitting the drive power. The transmission device 80 includes a first transmission stage 82, which is connected to the first transmission output 34 on the input side and has a first output 84 on the output side. The transmission device 80 also includes a second transmission stage 86, which is connected to the second transmission output 36 on the input side and has a second output 88 acting parallel to the first output 84 on the output side.
Der erste Abtrieb 84 und zweite Abtrieb 88 ist jeweils mit einem Fahrzeugrad des Fahrzeugs verbunden. Der erste und zweite Abtrieb 84, 88 wirken als Vorderachsantrieb oder Hinterachsantrieb des Fahrzeugs. The first output 84 and second output 88 are each connected to a vehicle wheel of the vehicle. The first and second power take-offs 84, 88 act as front-wheel drive or rear-wheel drive of the vehicle.
Die Torque-Vectoring-Einheit 38 ist axial zwischen dem Leistungsverteilergetriebe 26 und der ersten Getriebestufe 82 angeordnet. Die zweite Getriebestufe 86 ist auf einer dem Leistungsverteilergetriebe 26 axial abgewandten Seite des Elektromotors 12 angeordnet.The torque vectoring unit 38 is arranged axially between the power transfer case 26 and the first gear stage 82 . The second gear stage 86 is arranged on a side of the electric motor 12 which is axially remote from the power transfer case 26 .
Die erste und zweite Getriebestufe 82, 86 sind jeweils als Reduktionsgetriebe 90 ausgeführt. Die erste Getriebestufe 82 umfasst ein erstes Stirnradgetriebe 92 mit einem ersten Antriebszahnrad 94, das den Eingang der ersten Getriebestufe 82 bildet, eine mit dem ersten Antriebszahnrad 94 verzahnt verbundene erste Zwischenwelle 96, die um eine zusätzliche Drehachse 98 drehbar ist und ein mit der ersten Zwischenwelle 96 verzahnt verbundenes, den ersten Abtrieb 84 bildendes und um eine weitere Drehachse 100 drehbares erstes Abtriebszahnrad 101. The first and second gear stage 82, 86 are each designed as a reduction gear 90. The first gear stage 82 comprises a first spur gear 92 with a first drive gear 94, which forms the input of the first gear stage 82, a first intermediate shaft 96, which is connected in a toothed manner to the first drive gear 94 and can be rotated about an additional axis of rotation 98, and a first output gear 101, which is connected in a toothed manner to the first intermediate shaft 96, forms the first output 84 and can be rotated about a further axis of rotation 100.
Die zweite Getriebestufe 86 umfasst ein zweites Stirnradgetriebe 102 mit einem zweiten Antriebszahnrad 104, das den Eingang der zweiten Getriebestufe 86 bildet, eine mit dem zweiten Antriebszahnrad 104 verzahnt verbundene zweite Zwischenwelle 106, die um die zusätzliche Drehachse 98 drehbar ist und ein mit der zweiten Zwischenwelle 106 verzahnt verbundenes, den zweiten Abtrieb 88 bildendes und um die weitere Drehachse 100 drehbares zweites Abtriebszahnrad 108. The second gear stage 86 comprises a second spur gear 102 with a second drive gear 104, which forms the input of the second gear stage 86, a second intermediate shaft 106, which is connected in a toothed manner to the second drive gear 104 and is rotatable about the additional axis of rotation 98, and a second output gear, which is connected in a toothed manner to the second intermediate shaft 106 and forms the second output 88 and can be rotated about the further axis of rotation 100 108
Die weitere Drehachse 100 ist um einen Abstand 110 achsparallel versetzt zu der Drehachse 16 angeordnet. Dadurch kann der elektrische Achsantrieb 10 variabler in dem Fahrzeug angeordnet werden. The further axis of rotation 100 is offset by a distance 110 parallel to the axis of rotation 16 . As a result, the electric axle drive 10 can be arranged more variably in the vehicle.
Der zweite Getriebeausgang 36 ist zur Übertragung der Antriebsleistung mit dem zweiten Abtriebszahnrad 108 verbunden. Hierfür greift eine Verbindung 112 zwischen dem Leistungsverteilergetriebe 26 und der zweiten Getriebestufe 86 radial innerhalb von dem Elektromotor 12 axial durch. Die Torque-Vectoring-Einheit 38 ist der Getriebevorrichtung 80, hier der ersten und zweiten Getriebestufe 82, 86 vorgeschaltet, wodurch die Einbringung des Differenzdrehmoments durch die Torque-Vectoring-Einheit 38 effizienter, insbesondere bei einem niedrigeren Drehmomentniveau erfolgen kann. Das von der Torque-Vectoring-Einheit 38 zusätzlich aufzubringende Drehmoment zur Bereitstellung des Differenzdrehmoments an dem ersten und zweiten Getriebeausgang 34, 36 kann damit geringer ausfallen, wodurch die Torque- Vectoring-Einheit 38 kompakter ausgeführt werden kann. The second transmission output 36 is connected to the second output gear wheel 108 in order to transmit the drive power. For this purpose, a connection 112 between the power transfer case 26 and the second gear stage 86 reaches through axially radially inside of the electric motor 12 . The torque vectoring unit 38 is connected upstream of the transmission device 80, here the first and second gear stages 82, 86, as a result of which the differential torque can be introduced more efficiently by the torque vectoring unit 38, particularly at a lower torque level. The torque to be additionally applied by the torque vectoring unit 38 to provide the differential torque at the first and second transmission outputs 34, 36 can thus be lower, as a result of which the torque vectoring unit 38 can be made more compact.
Figur 2 bis 5 zeigt einen schematischen Halbschnitt eines elektrischen Achsantriebs jeweils in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau des elektrischen Achsantriebs 10 in Figur 2 gleicht dem aus Figur 1 bis auf nachfolgende Unterschiede. Der Stator 14 ist zweiteilig ausgeführt, bestehend aus einem ersten Statorteil 114 und einem axial dazu beabstandeten zweiten Statorteil 116, wobei der Rotor 18 axial zwischen dem ersten und zweiten Statorteil 114, 116 angeordnet ist. Figure 2 to 5 shows a schematic half section of an electric axle drive in each case in a further special embodiment of the invention. The structure of the electric axle drive 10 in FIG. 2 is the same as that in FIG. 1, with the exception of the following differences. The stator 14 is designed in two parts, consisting of a first stator part 114 and a second stator part 116 spaced axially therefrom, with the rotor 18 being arranged axially between the first and second stator parts 114 , 116 .
Die Getriebevorrichtung 80 umfasst die erste Getriebestufe 82 mit einem dem Stirnradgetriebe in Reihe nachgeschalteten, zusätzlichen Planetengetriebe 118 mit einem Hohlrad 120, das mit dem Getriebegehäuse 24 fest verbunden ist, einem Planetenradträger 122 mit daran drehbar aufgenommenen Planetenrädern 124 und einem Sonnenrad 126. Das Sonnenrad 126 ist der ersten Zwischenwelle 96 zugeordnet. Der Planetenradträger 122 bildet den ersten Abtrieb 84, der um die weitere Drehachse 100 drehbar ist, die um den Abstand 110 achsparallel versetzt zu der Drehachse 16 angeordnet ist. Die zusätzliche Drehachse 98 und die weitere Drehachse 100 sind gleich. The transmission device 80 comprises the first gear stage 82 with an additional planetary gear 118 connected in series downstream of the spur gear with a ring gear 120 which is fixedly connected to the gear housing 24, a planetary gear carrier 122 with planetary gears 124 rotatably mounted thereon and a sun gear 126. The sun gear 126 is assigned to the first intermediate shaft 96. The planet carrier 122 forms the first output 84, which is rotatable about the further axis of rotation 100, which is offset by the distance 110 axially parallel to the axis of rotation 16. The additional axis of rotation 98 and the additional axis of rotation 100 are the same.
Die zweite Getriebestufe 86 ist spiegelverkehrt zu der ersten Getriebestufe 82 aufgebaut.The second gear stage 86 is constructed as a mirror image of the first gear stage 82 .
Der Aufbau des elektrischen Achsantriebs 10 in Figur 3 gleicht dem aus Figur 1 bis auf nachfolgende Unterschiede. Die erste Getriebestufe 82 umfasst das erste Antriebszahnrad 94 als Eingang der ersten Getriebestufe 82 und das damit verzahnt verbundene, erste Abtriebszahnrad 101, das um die weitere Drehachse 100 drehbar ist und den ersten Abtrieb 84 bildet. The structure of the electric axle drive 10 in FIG. 3 is the same as that in FIG. 1, with the exception of the following differences. The first gear stage 82 includes the first drive gear 94 as the input of the first gear stage 82 and the first output gear 101 connected thereto in a toothed manner, which can be rotated about the further axis of rotation 100 and forms the first output 84 .
Die zweite Getriebestufe 86 ist spiegelverkehrt zu der ersten Getriebestufe 82 aufgebaut.The second gear stage 86 is constructed as a mirror image of the first gear stage 82 .
Der Aufbau des elektrischen Achsantriebs 10 in Figur 4 gleicht dem aus Figur 3 bis auf nachfolgende Unterschiede. Das Leistungsverteilergetriebe 26 ist als Stirnraddifferentialgetriebe 28 ausgeführt, aufweisend den Getriebeeingang 32, an dem mehrere Ausgleichsräder 130 angeordnet sind, die drei Verzahnungsebenen aufweisen. Eine erste Verzahnungsebene 132 ist mit einem ersten Sonnenrad 134 verzahnt verbunden, das mit dem ersten Hohlrad 48 drehtest verbunden ist. An einem Träger 136 sind weitere Ausgleichsräder 138 drehbar aufgenommen, die mit einer zweiten Verzahnungsebene 140 und dem ersten Getriebeausgang 34 über ein weiteres Sonnenrad 141 verzahnt verbunden sind. Eine dritte Verzahnungsebene 142 ist mit einem zweiten Sonnenrad 144 verzahnt verbunden, das den zweiten Getriebeausgang 36 bildet. Das erste Sonnenrad 134, das weitere Sonnenrad 141 und das zweite Sonnenrad 144 sind koaxial zueinander angeordnet.The structure of the electric axle drive 10 in FIG. 4 is the same as that in FIG. 3, with the exception of the following differences. The power transfer case 26 is designed as a spur gear differential 28, having the transmission input 32, on which several differential gears 130 are arranged, which have three toothing planes. A first toothing level 132 is toothed connected to a first sun gear 134, which is rotationally connected to the first ring gear 48 . Further differential gears 138 are rotatably accommodated on a carrier 136 and are connected in a toothed manner to a second toothing plane 140 and the first transmission output 34 via a further sun gear 141 . A third toothing level 142 is toothed connected to a second sun wheel 144 which forms the second transmission output 36 . The first sun gear 134, the further sun gear 141 and the second sun gear 144 are arranged coaxially with one another.
Der Aufbau des elektrischen Achsantriebs 10 in Figur 5 gleicht dem aus Figur 4 bis auf nachfolgende Unterschiede. Das Leistungsverteilergetriebe 26 weist zwei innenliegende weitere Ausgleichsräder 138 auf. Dabei sind erste weitere Ausgleichsräder 146 mit dem ersten Hohlrad 48 als zweiter Koppelausgang 42 und mit der ersten Verzahnungsebene 132 verzahnt verbunden. Weiterhin sind zweite weitere Ausgleichsräder 148 mit dem zweiten Getriebeausgang 36 und der dritten Verzahnungsebene 142 verzahnt verbunden. Die zweite Verzahnungsebene 140 ist mit dem ersten Getriebeausgang 34 verzahnt verbunden. The structure of the electric axle drive 10 in FIG. 5 is the same as that in FIG. 4, with the exception of the following differences. The power transfer case 26 has two internal further differential gears 138 . In this case, first further differential gears 146 are connected to the first ring gear 48 as a second coupling output 42 and to the first toothing plane 132 in a toothed manner. Furthermore, second additional differential gears 148 are connected in a toothed manner to the second transmission output 36 and the third toothing plane 142 . The second toothing level 140 is connected to the first transmission output 34 in a toothed manner.
Bezugszeichenliste Reference List
10 elektrische Achsantrieb 12 Elektromotor 10 electric final drive 12 electric motor
14 Stator 14 stator
16 Drehachse 16 axis of rotation
18 Rotor 18 rotors
20 erstes Rotorteil 22 zweites Rotorteil 20 first rotor part 22 second rotor part
24 Getriebegehäuse 24 gear case
26 Leistungsverteilergetriebe 26 power transfer case
28 Stirnraddifferentialgetriebe 28 spur gear differential gear
30 Differentialgetriebe 32 Getriebeeingang 30 differential gear 32 gear input
34 erster Getriebeausgang 34 first gear output
36 zweiter Getriebeausgang 36 second gear output
38 T orque-Vectoring-Einheit 38 Torque vectoring unit
40 erster Koppelausgang 42 zweiter Koppelausgang 40 first coupling output 42 second coupling output
44 erstes Planetengetriebe 44 first planetary gear
46 erstes Sonnenrad 46 first sun gear
48 erstes Hohlrad 48 first ring gear
50 erste Planetenräder 52 zweites Planetengetriebe 50 first planetary gears 52 second planetary gear
54 zweites Sonnenrad 54 second sun gear
56 zweites Hohlrad 56 second ring gear
58 zweite Planetenräder 58 second planet gears
60 gemeinsamer Planetenradträger 62 weiterer Elektromotor 64 Rotor 60 common planet carrier 62 further electric motor 64 rotors
66 Planetengetriebe 66 planetary gears
68 Planetenradsatz 68 planetary gear set
70 erste Planetenräder 70 first planet gears
72 zweite Planetenräder 72 second planet gears
74 Hohlrad 74 ring gear
76 Sonnenrad 76 sun gear
78 gemeinsamer Planetenradträger78 common planet carrier
80 Getriebevorrichtung 80 gear device
82 erste Getriebestufe 82 first gear stage
84 erster Abtrieb 84 first downforce
86 zweite Getriebestufe 86 second gear stage
88 zweitet Abtrieb 88 second downforce
90 Reduktionsgetriebe 90 reduction gear
92 erstes Stirnradgetriebe 92 first spur gear
94 erstes Antriebszahnrad 94 first drive gear
96 erste Zwischenwelle 96 first intermediate shaft
98 zusätzliche Drehachse 98 additional axis of rotation
100 weitere Drehachse 100 more axis of rotation
101 erstes Abtriebszahnrad 101 first output gear
102 zweites Stirnradgetriebe 102 second spur gear
104 zweites Antriebszahnrad 104 second drive gear
106 zweite Zwischenwelle 106 second intermediate shaft
108 zweites Abtriebszahnrad 108 second output gear
110 Abstand 110 distance
112 Verbindung 112 connection
114 erstes Statorteil 114 first stator part
116 zweites Statorteil 116 second stator part
118 Planetengetriebe 118 planetary gears
120 Hohlrad 120 ring gear
122 Planetenradträger 124 Planetenrad 122 planet carrier 124 planet wheel
126 Sonnenrad 126 sun gear
128 Stirnraddifferentialgetriebe128 spur gear differential gear
130 Ausgleichsrad 132 erste Verzahnungsebene130 balance wheel 132 first toothing level
134 erstes Sonnenrad 134 first sun gear
136 T räger 136 carriers
138 weitere Ausgleichsräder138 more balance wheels
140 zweiten Verzahnungsebene 141 weiteres Sonnenrad 140 second toothing level 141 further sun gear
142 dritte Verzahnungsebene142 third gearing level
144 zweites Sonnenrad 144 second sun gear
146 erste Ausgleichsräder146 first differential gears
148 zweite Ausgleichsräder 148 second balance gears

Claims

Patentansprüche Elektrischer Achsantrieb (10) für ein Fahrzeug, aufweisend einen Elektromotor (12) zur Bereitstellung einer Antriebsleistung mit einem Stator (14) und einem gegenüber diesem um eine Drehachse (16) drehbaren Rotor (18), ein Leistungsverteilergetriebe (26), das einen Getriebeeingang (32) zur Einleitung einer Antriebsleistung des Rotors (18) und ausgangsseitig einen ersten Getriebeausgang (34) und einen dazu parallel wirksamen zweiten Getriebeausgang (36) zur Abgabe der Antriebsleistung aufweist, eine Torque-Vectoring-Einheit (38), die zur gesteuerten Einleitung eines dem der Antriebsleistung zugeordneten Drehmoment überlagerten Differenzdrehmoments zwischen dem ersten und zweiten Getriebeausgang (34, 36) einen mit dem ersten Getriebeausgang (34) gekoppelten ersten Koppelausgang (40) und einen dazu parallel wirksamen und mit dem zweiten Getriebeausgang (36) gekoppelten zweiten Koppelausgang (42) aufweist, wobei eine eingangsseitig mit dem ersten und zweiten Getriebeausgang (34, 36) verbundene Getriebevorrichtung (80) mit einem ausgangsseitigen ersten Abtrieb (84) und einem parallel dazu wirksamen zweiten Abtrieb (88) angeordnet ist und der erste und/oder zweite Abtrieb (84, 88) um eine achsparallel zu der Drehachse (16) versetzte weitere Drehachse (100) drehbar ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (18) und Stator (14) zur axialen Ausrichtung des dazwischen bestehenden Magnetfelds einander axial gegenüberliegend angeordnet sind. Elektrischer Achsantrieb (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsverteilergetriebe (26) axial zwischen dem Elektromotor (12) und der Torque- Vectoring-Einheit (38) angeordnet ist. Elektrischer Achsantrieb (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (80) eine erste Getriebestufe (82) mit dem ausgangsseitigen ersten Abtrieb (84) und eine parallel zu der ersten Getriebestufe (82) wirksame zweite Getriebestufe (86) mit dem ausgangsseitigen zweiten Abtrieb (88) aufweist. Electric final drive (10) for a vehicle, having an electric motor (12) for providing drive power with a stator (14) and a rotor (18) rotatable relative thereto about an axis of rotation (16), a power transfer case (26), which has a transmission input (32) for introducing drive power of the rotor (18) and on the output side a first transmission output (34) and a second transmission output (36) acting in parallel thereto for delivering the drive power, a torque vector ing unit (38), which has a first coupling output (40) coupled to the first transmission output (34) and a second coupling output (42) acting parallel thereto and coupled to the second transmission output (36) for the controlled introduction of a differential torque superimposed on the torque assigned to the drive power between the first and second transmission output (34, 36), wherein a transmission device (80) connected to the first and second transmission output (34, 36) on the input side with a output-side first output (84) and a second output (88) acting parallel thereto and the first and/or second output (84, 88) is rotatable about a further axis of rotation (100) offset axially parallel to the axis of rotation (16), characterized in that the rotor (18) and stator (14) are arranged axially opposite one another for the axial alignment of the magnetic field existing between them. Electric final drive (10) according to claim 1, characterized in that the power transfer case (26) is arranged axially between the electric motor (12) and the torque vectoring unit (38). Electric final drive (10) according to Claim 1 or 2, characterized in that the transmission device (80) has a first transmission stage (82) with the output-side first output (84) and a second transmission stage (86) which is effective parallel to the first transmission stage (82) and has the output-side second output (88).
4. Elektrischer Achsantrieb (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Torque-Vectoring-Einheit (38) axial zwischen dem Leistungsverteilergetriebe (26) und der ersten Getriebestufe (82) angeordnet ist. 4. Electric axle drive (10) according to claim 3, characterized in that the torque vectoring unit (38) is arranged axially between the power transfer case (26) and the first gear stage (82).
5. Elektrischer Achsantrieb (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebestufe (86) auf einer dem Leistungsverteilergetriebe (26) axial abgewandten Seite des Elektromotors (12) angeordnet ist. 5. Electric axle drive (10) according to claim 3 or 4, characterized in that the second gear stage (86) is arranged on a power transfer case (26) facing away axially from the electric motor (12).
6. Elektrischer Achsantrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebestufe (82) eingangsseitig mit dem um die Drehachse (16) drehbaren ersten Getriebeausgang (34) verbunden ist und ausgangsseitig den um die weitere Drehachse (100) drehbaren ersten Abtrieb (84) aufweist. 6. Electric axle drive according to one of Claims 3 to 5, characterized in that the first gear stage (82) is connected on the input side to the first gear output (34) which can be rotated about the axis of rotation (16) and has the first output (84) which can be rotated about the further axis of rotation (100) on the output side.
7. Elektrischer Achsantrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebestufe (86) eingangsseitig mit dem um die Drehachse (16) drehbaren zweiten Getriebeausgang (36) verbunden ist und ausgangsseitig den um die weitere Drehachse (100) drehbaren zweiten Abtrieb (88) aufweist. 7. Electric axle drive according to one of Claims 3 to 6, characterized in that the second gear stage (86) is connected on the input side to the second gear output (36) which can rotate about the axis of rotation (16) and has the second output (88) on the output side which can rotate about the further axis of rotation (100).
8. Elektrischer Achsantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Torque-Vectoring-Einheit (38) wenigstens ein Planetengetriebe (66) und wenigstens einen ein zusätzliches Drehmoment in dieses einleitenden weiteren Elektromotor (62) aufweist. 8. Electric axle drive according to one of the preceding claims, characterized in that the torque vectoring unit (38) has at least one planetary gear (66) and at least one further electric motor (62) introducing an additional torque into this.
9. Elektrischer Achsantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsverteilergetriebe (26) als Differentialgetriebe (30) ausgeführt ist. 9. Electric axle drive according to one of the preceding claims, characterized in that the power distribution gear (26) is designed as a differential gear (30).
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