Achsantrieb elektrischer Fahrzeuge. Die Anwendung schnellaufender Traktions motoren, die am Fahrzeugrahmen angehängt sind, bedingt eine elastische Verbindung zwi schen dem Motor und der Achse, resp. dem entsprechenden Getriebegehäuse. Um diese elastische Verbindung zu erreichen, wird eine Kardantorsionswelle mit zugehörigen Kardan gelenken oder elastischen Kupplungen, even tuell elastischen Scheiben verwendet.
Was die Übersetzung anbelangt, scheint die Benützung der Stirnräder am geeignetsten. Dann muss die Motorachse parallel zur Räder achse angeordnet werden. Der Motor selbst kann zwischen den Triebrädern untergebracht werden. Bei kleiner Leistung des Motors bleibt zwischen diesen Rädern noch Platz zur Unter bringung einer kurzen Kardanwelle mit zu gehörigen Gelenken und Kupplungen, jedoch bei grösserer Leistung bleibt meistens für die Kardanwelle kein Platz mehr übrig. Deswegen benützt man einen Motor mit einer hohlen Ankerwelle, durch welche die Kardanwelle hindurchgeht, wobei die Kardanwellen oder elastische Kupplungen an beiden Seiten des Motors angeordnet sind.
Beide Ausführungen können Nachteile auf weisen. So beeinflusst der Durchmesser des Triebrades den Durchmesser des grossen Zahnrades an der Triebachse und somit auch die Übersetzung und die Drehzahl des Motors. Der Durchmesser des Triebrades beeinflusst jedoch auch den MQtQrdurchmesser; dieser ist wieder von der Entfernung der Zahn räderachsen und dem Durchmesser der Welle abhängig.
Die grössere Motorleistung, verbun den mit grösserem Motordurchmesser, hat auch einen grösseren Durchmesser des Triebrades zur Folge. Ähnlich verlangt auch die hohle Motorwelle bei mittlerer Leistung gleichfalls eine Vergrösserung des Ankers. Endlich ge winnt man durch Verkleinerung des Ritzels resp. der Anzahl der Zähne eine grössere Übersetzungszahl bei einfacher Übersetzung, wodurch man wieder die Dauerhaftigkeit herabsetzt.
Diese Nachteile können die Benützung des Motors mit einfacher Übersetzung an der Achse begrenzen resp. können stark die Kom binationsmöglichkeiten, und zwar sowohl beim Entwurf des Motors als auch des ganzen Fahrgestelles erschweren.
Der Gegenstand der Erfindung stellt einen Achsenantrieb elektrischer Fahrzeuge mit we nigstens einer doppelten Übersetzung dar, von deren Zahnradpaaren ein jedes an einer Seite des Motors im Getriebegehäuse vorgesehen ist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Zahnrad wenigstens einer Übersetzung eine hohle Nabe aufweist, durch welche eine Kar- dantorsionswelle hindurchläuft, welche über nachgiebige Verbindungsglieder, die axial ausserhalb des Motors angeordnet sind, die Übersetzung auf einer Seite des Motors mit der Übersetzung auf der andern Motorseite verbindet.
Beigelegte Zeichnung zeigt Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes. Es zeigt: Fig.1 eine Grundansicht mit teilweisem Schnitt eines Achsenantriebes, Fig. 2 eine Seitenansicht desselben, Fig.3 eine Stirnansicht desselben, Fig.4 eine Grundansicht mit teilweisem Schnitt einer Variante, Fig. 5 eine Stirnansicht einer Variante, Fig. 6 ein Getriebe im Schnitt, Fig. 7 eine Stirnansicht einer Anordnung, bei welcher der- Motor zwei Achsen antreibt, Fig.8 eine Grundansicht mit teilweisem Schnitt derselben Anordnung, Fig.
9 eine Grundansicht ohne Darstellung der Getriebegehäuse einer Anordnung, bei wel cher ein Doppelmotor zwei Achsen antreibt, Fig.10 eine Stirnansicht einer Variante davon, Fig.11 eine Grundansicht mit teilweisem Schnitt derselben Variante, Fig.12 eine Stirnansicht einer weiteren Variante, Fig. 13 eine Grundansicht mit teilweisem Schnitt derselben Variante.
Fig.1 bis 3 veranschaulichen ein erstes Ausführungsbeispiel. Ein Zahnrad 1 einer ersten im Fahrgestell angeordneten Über setzung weist eine hohle Nabe 2 auf, durch welche eine Kardantorsionswelle 3 führt. Die Kardantorsionswelle 3 verbindet über Ver bindungsglieder 4, 4', welche Kardangelenke elastische Kupplungen bzw. elastische .Schei ben aufweisen können und welche ausserhalb eines Motors 8 angeordnet sind, das grosse Zahnrad 1 mit dem Ritzel 5 einer zweiten Übersetzung.
Das Zahnrad 1 wird über ein Ritzel 9 di rekt vom Motor 8 angetrieben und überträgt die Bewegung über das Verbindungsglied 4', welches mit der Nabe 7 und der Kardantor- sionswelle 3 in Verbindung ist, auf diese letz tere, welche über das Verbindungsglied 4, das Ritzel 5 und ein Zahnrad 10, welches auf der Radachse 11 fest gelagert ist, die Bewegung auf die Räder 12 überträgt, Das Ritzel 9 und das Zahnrad 1 sind in einem Getriebegehäuse 13 angeordnet, welches am Motor angebracht ist. Das Ritzel 5 und das Zahnrad 10 sind in einem Getriebegehäuse 14 angeordnet, das auf der Radachse 11 ge lagert ist.
Fig. 4 veranschaulicht eine andere Ausfüh rung, bei der auch das Ritzel 5 der zweiten Übersetzung eine hohle Nabe 7 hat. Die hohlen Naben 2 und 7 weisen rohrförmige Verlänge rungen 15' und 15 auf, so dass der Abstand zwischen den zwei Verbindungsgliedern 4' und 4 grösser als der Radabstand ist. Die Verbin dungsglieder 4' und 4 sind mit dem einen Ende der entsprechenden Verlängerung in Verbindung, so dass die Bewegung vom Ver bindungsglied 4' auf die Kardantorsionswelle 3 und vom Verbindungsglied 4 auf die Nabe 7 übertragen wird.
Die Mittelpunkte der Welle 3 und des Motorankers können auf einer annähernd hori zontalen Geraden, wie Fig.3 zeigt, oder in einem Winkel zur horizontalen Geraden liegen bzw. können diese Mittelpunkte mit dem Mit telpunkt der Radachse 11 ein Dreieck bilden, dessen Form die Lagerung der ersten Über setzung und des Motors bestimmt, wie Fig. 5 zeigt.
Fig. 6 stellt eine Ausführung des Antriebes dar, bei welchem das grosse Zahnrad 1 der ersten Übersetzung durch eine hohle Nabe 2 in .der Lagerbüchse 6 des Getriebegehäuses 13 gelagert ist, wobei das Verbindungsglied 4' innerhalb des Zahnkranzes des Zahnrades 1 untergebracht und mit diesem in dem Getriebe gehäuse 13 eingeschlossen ist. Ähnlich kann auch das Ritzel der zweiten Übersetzung in Ausführung mit einer hohlen Nabe gelagert werden.
In den Ausführungen nach Fig.7 und 8 hat :der Motor 8, z. B. ein Einanker-Doppel- kollektormotor, an- beiden Seiten Übersetzun gen, welche zum Antrieb der beiden Achsen über die Kardanwellen dienen. Die Übertra gung der Bewegung ist ähnlich derjenigen des ersten Beispiels. Die Welle des Motorankers weist an beiden Enden ein Ritzel 9 bzw. 9' auf. Das Ritzel 9 überträgt die Bewegung auf die Radachse 11, während das Ritzel 9' in ähn licher Weise die Bewegung auf die Radachse 1.1' überträgt, so dass die Achsen 11 und 11' dieselbe Umfangsgeschwindigkeit besitzen.
Fig. 9 zeigt eine Variante dieses Beispiels, in der zwei Motoren 8 und 8' nebeneinander angeordnet sind, wobei der Motor 8 die Bewe gung auf die Radachse 11 und der Motor 8' auf die Radachse 11' überträgt.
Fig.10 und 11 zeigen die Anwendung eines Doppelanker-Doppelmotors 16, welcher oberhalb der Achse 11 angeordnet ist, wobei der Antrieb eines auf der Achse 11 fest ge lagerten grossen Zahnrades 17 durch zwei Rit zel 18 erfolgt, die durch zwei Kardanwellen 3 und Verbindungsglieder 4, 4' mit den hohlen Naben 2 der ersten Übersetzung verbunden sind, wobei die Übertragung der Bewegung vom Motor 16 auf die Ritzel 18 ähnlich wie oben beschrieben erfolgt.
Fig.12 und 13 stellen eine Ausführung dar, bei welcher die Ritzel 9 der beiden Anker eines Doppelmotors 16 in ein grosses Zahnrad 1. eingreifen, .welches zwischen. den beiden Wellen des Doppelmotors 16 angeordnet ist und durch dessen hohle Nabe 2 die Kardan- torsionswelle 3 hindurchläuft, welche im Raume zwischen den beiden Statoren unter gebracht und mit dem Ritzel 18 einer zweiten Übersetzung verbunden ist.
An beiden Hälften der Verbindungsglieder 4, 4', die an dem Ende der Kardanwelle ge lagert sind, können Bremstrommeln oder Ven tilatoren zur Kühlung der Getriebegehäuse be festigt werden.
Das grosse Zahnrad 17 auf der Achse kann mit Innenverzahnung ausgebildet sein.
In den Ausführungsbeispielen, welche in den Fig. 7 bis 13 gezeigt sind, kann die Nabe der Ritzel 5 bzw. 18 hohl ausgebildet sein, und die Kardantorsionswelle 3 kann durch diese Nabe führen, wie Fig. 4 zeigt.
Wie aus der Beschreibung der verschiede nen Antriebe hervorgeht, hat die Anwendung des Motors mit Doppelübersetzung und der hohlen Nabe des Zahnrades grosse Vorteile gegenüber den bisherigen Ausführungen für den Achsenantrieb mittels Torsionswellen und bietet auch die Möglichkeit verschiedener Kombinationen. Ihr wesentlicher Vorteil ist, dass die Grösse .des Triebrades und die Motor grösse bzw. die Umdrehungszahl des Motors weitgehend voneinander unabhängig sind. Bei grossen Übersetzungszahlen kann man genü gend grosse Ritzel wählen mit grosser Zähne zahl und dadurch auch deren Dauerhaftigkeit vergrössern.
Die Lage des Motors kann geändert und mit Rücksicht auf den günstigsten Aufbau des Fahrzeuges gewählt werden. Bei Durchfüh rung laut Fig. 4 kann man eine lange Kardan welle benützen, welche bessere Torsionseigen- schaften aufweist. Die Verbindungsglieder 4,. 4' sind bei dieser Ausführung zugänglich, und die Kardanwelle 3 kann ohne .die Motordemon tage ausgetauscht werden.
Die Übersetzungszahl kann auch bei klei nen Durchmessern mehr als zweimal grösser sein als beim Antrieb mit Kardanwelle mit einfacher Übersetzung.
Da die Verbindungsglieder axial ausserhalb des Motors untergebracht sind, so hat ihre Grösse keinen Einfluss auf die Entfernung zwischen der Ankerachse und der Achse des grossen Zahnrades der ersten Übersetzung.
Zwischen der Nabe und der Welle kann ein kleiner Spielraum sein, und der Durch messer der Nabe und auch der Lager, in denen die Nabe gelagert ist, kann verhältnismässig klein sein.
Final drive of electric vehicles. The use of high-speed traction motors that are attached to the vehicle frame requires an elastic connection between the motor and the axle, respectively. the corresponding gearbox. To achieve this elastic connection, a cardan torsion shaft with associated cardan joints or elastic couplings, possibly elastic disks, is used.
As far as the translation is concerned, the use of the spur gears seems the most suitable. Then the motor axis must be arranged parallel to the wheel axis. The motor itself can be placed between the drive wheels. If the engine has a low output, there is still space between these wheels to accommodate a short cardan shaft with associated joints and couplings, but with greater output there is usually no space left for the cardan shaft. That is why a motor is used with a hollow armature shaft through which the cardan shaft passes, with the cardan shafts or flexible couplings being arranged on both sides of the motor.
Both versions can have disadvantages. The diameter of the drive wheel influences the diameter of the large gear wheel on the drive axle and thus also the transmission ratio and the speed of the motor. However, the diameter of the driving wheel also influences the MQtQr diameter; this again depends on the distance between the gear axles and the diameter of the shaft.
The greater engine power, combined with the larger engine diameter, also results in a larger diameter of the drive wheel. Similarly, the hollow motor shaft also requires the armature to be enlarged for medium power. Finally you win by reducing the pinion resp. the number of teeth has a larger number of gear ratios with a single gear ratio, which again reduces durability.
These disadvantages can limit or limit the use of the motor with a simple translation on the axis. can greatly complicate the combination options, both in terms of the design of the engine and of the entire chassis.
The subject of the invention is an axle drive of electric vehicles with at least one double gear ratio, each of whose gear pairs is provided on one side of the motor in the transmission housing, and is characterized in that a gear wheel of at least one gear ratio has a hollow hub through which a cardant torsion shaft runs through it, which connects the transmission on one side of the motor with the transmission on the other motor side via flexible connecting members which are arranged axially outside the motor.
The accompanying drawing shows execution examples of the subject matter of the invention. It shows: FIG. 1 a basic view with partial section of an axle drive, FIG. 2 a side view of the same, FIG. 3 an end view of the same, FIG. 4 a basic view with partial section of a variant, FIG. 5 an end view of a variant, FIG. 6 a transmission in section, FIG. 7 an end view of an arrangement in which the motor drives two axles, FIG. 8 a basic view with a partial section of the same arrangement, FIG.
9 a basic view without showing the gear housing of an arrangement in which a double motor drives two axes, FIG. 10 an end view of a variant thereof, FIG. 11 a basic view with a partial section of the same variant, FIG. 12 an end view of a further variant, FIG. 13 shows a basic view with a partial section of the same variant.
FIGS. 1 to 3 illustrate a first embodiment. A gear 1 of a first gear ratio arranged in the chassis has a hollow hub 2 through which a Kardantorsionswelle 3 leads. The Kardantorsionswelle 3 connects Ver binding members 4, 4 ', which universal joints can have elastic couplings or elastic .Schei ben and which are arranged outside of a motor 8, the large gear 1 with the pinion 5 of a second translation.
The gear 1 is driven directly by the motor 8 via a pinion 9 and transmits the movement via the connecting member 4 ', which is connected to the hub 7 and the Kardantor- sionswelle 3, to this latter, which via the connecting member 4, the pinion 5 and a gear 10, which is fixedly mounted on the wheel axle 11, transmits the movement to the wheels 12, the pinion 9 and the gear 1 are arranged in a gear housing 13 which is attached to the motor. The pinion 5 and the gear 10 are arranged in a gear housing 14 which is superimposed on the wheel axle 11 GE.
Fig. 4 illustrates another Ausfüh tion in which the pinion 5 of the second translation has a hollow hub 7. The hollow hubs 2 and 7 have tubular extensions 15 'and 15, so that the distance between the two connecting links 4' and 4 is greater than the wheel spacing. The connec tion members 4 'and 4 are connected to one end of the corresponding extension, so that the movement from the connecting member 4' to the cardan torsion shaft 3 and from the connecting member 4 to the hub 7 is transmitted.
The centers of the shaft 3 and the motor armature can be on an approximately hori zontal straight line, as shown in FIG. 3, or at an angle to the horizontal straight line or these centers can form a triangle with the center point of the wheel axle 11, the shape of which is the bearing the first translation and determined by the engine, as Fig. 5 shows.
Fig. 6 shows an embodiment of the drive in which the large gear 1 of the first translation is supported by a hollow hub 2 in .der bearing bush 6 of the gear housing 13, the connecting member 4 'housed within the ring gear of the gear 1 and with it housing 13 is included in the transmission. Similarly, the pinion of the second transmission can also be stored in the embodiment with a hollow hub.
In the embodiments according to FIGS. 7 and 8: the motor 8, e.g. B. a single-armature double-collector motor, transmissions on both sides, which are used to drive the two axles via the cardan shafts. The transmission of the movement is similar to that of the first example. The shaft of the motor armature has a pinion 9 or 9 'at both ends. The pinion 9 transmits the movement to the wheel axle 11, while the pinion 9 'transmits the movement to the wheel axle 1.1' in a similar way, so that the axles 11 and 11 'have the same peripheral speed.
Fig. 9 shows a variant of this example, in which two motors 8 and 8 'are arranged side by side, the motor 8 transmitting the movement to the wheel axle 11 and the motor 8' to the wheel axle 11 '.
Fig.10 and 11 show the use of a double armature double motor 16, which is arranged above the axis 11, the drive of a large gear 17 firmly ge superimposed on the axis 11 takes place by two Rit zel 18, which is carried out by two cardan shafts 3 and connecting links 4, 4 'are connected to the hollow hubs 2 of the first transmission, the transmission of the movement from the motor 16 to the pinion 18 taking place in a manner similar to that described above.
12 and 13 show an embodiment in which the pinions 9 of the two armatures of a double motor 16 engage in a large gear wheel 1, .which between. The two shafts of the double motor 16 is arranged and the cardan torsion shaft 3 runs through its hollow hub 2, which is placed in the space between the two stators and connected to the pinion 18 of a second transmission.
On both halves of the connecting links 4, 4 ', which are superimposed ge at the end of the cardan shaft, brake drums or Ven can fans for cooling the transmission housing be fastened.
The large gear 17 on the axle can be designed with internal teeth.
In the exemplary embodiments which are shown in FIGS. 7 to 13, the hub of the pinion 5 or 18 can be made hollow, and the cardant torsion shaft 3 can lead through this hub, as FIG. 4 shows.
As can be seen from the description of the various drives, the use of the motor with double transmission and the hollow hub of the gear has great advantages over the previous versions for the axis drive by means of torsion shafts and also offers the possibility of various combinations. Their main advantage is that the size of the drive wheel and the motor size or the number of revolutions of the motor are largely independent of each other. In the case of large gear ratios, a sufficiently large pinion with a large number of teeth can be selected, thereby increasing their durability.
The position of the engine can be changed and selected with regard to the most favorable structure of the vehicle. With implementation as shown in FIG. 4, a long cardan shaft can be used, which has better torsional properties. The connecting links 4 ,. 4 'are accessible in this version, and the cardan shaft 3 can be replaced without installing the engine.
Even with small diameters, the number of gear ratios can be more than twice greater than with a drive with a cardan shaft with a single gear ratio.
Since the connecting links are located axially outside the motor, their size has no effect on the distance between the armature axis and the axis of the large gearwheel of the first transmission.
There may be a small clearance between the hub and the shaft, and the diameter of the hub and also of the bearings in which the hub is mounted can be relatively small.