DE102009031869A1 - drive unit - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Achsantriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine und einem Achsdifferentialgetriebe, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, wobei die elektrische Maschine einen Stator und einen Rotor aufweist, der mit einem Eingangselement des Achsdifferentialgetriebes antriebsverbunden ist, wobei das Achsdifferentialgetriebe ausgangsseitig zwei Achswellen aufweist und wobei in dem Gehäuse ein Fluid vorgesehen ist, das sowohl zur Schmierung einer Getriebe- oder Lagerkomponente der Achsantriebseinheit als auch zur Kühlung der elektrischen Maschine dient.The invention relates to an axle drive unit for a motor vehicle, with an electric machine and an axle differential gear, which are arranged in a common housing, the electric machine having a stator and a rotor which is drive-connected to an input element of the axle differential gear, the axle differential gear having two on the output side Has axle shafts and wherein a fluid is provided in the housing, which is used both to lubricate a gear or bearing component of the axle drive unit and to cool the electrical machine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsantriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine und einem Achsdifferentialgetriebe, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Die elektrische Maschine weist einen Stator und einen Rotor auf, der mit einem Eingangselement des Achsdifferentialgetriebes antriebsverbunden ist, wobei das Achsdifferentialgetriebe ausgangsseitig zwei Achswellen aufweist.The The invention relates to an axle drive unit for a motor vehicle, with a electric machine and an axle differential, which in a common housing are arranged. The electric machine has a stator and a rotor connected to an input element of the axle differential is drive-connected, wherein the axle differential gear output side has two axle shafts.

Eine derartige Achsantriebseinheit kann als alleinige Antriebsquelle für ein Kraftfahrzeug dienen (reiner Elektroantrieb an einer Achse). Alternativ kann eine derartige Achsantriebseinheit unterstützend zu einer Hauptantriebseinheit vorgesehen sein, insbesondere unterstützend zu einer Verbrennungskraftmaschine (Hybridantrieb). In beiden Fällen treibt ein Rotor einer elektrischen Maschine ein Eingangselement eines Achsdifferentialgetriebes an, beispielsweise einen Korb eines Kugeldifferentials oder ein Hohlrad eines Planetenraddifferentials. Die Antriebsverbindung zwischen dem Rotor der elektrischen Maschine und dem Eingangselement des Achsdifferentialgetriebes kann direkt oder indirekt gebildet sein, beispielsweise über ein Übersetzungsgetriebe zur Übersetzung der Drehzahl des Rotors ins Langsame. Das Achsdifferentialgetriebe umfasst ausgangsseitig zwei Achswellen, die mit einem jeweiligen Rad der betreffenden Fahrzeugachse gekoppelt sind.A Such axle drive unit can be used as sole drive source for a Motor vehicle serve (pure electric drive on an axis). Alternatively, you can Such a final drive unit supportive to a main drive unit be provided, in particular supportive of an internal combustion engine (Hybrid). In both cases a rotor of an electric machine drives an input element an axle differential gear, for example a basket of a Ball differential or a ring gear of a Planetenraddifferentials. The drive connection between the rotor of the electric machine and the input element of the axle differential can directly or be formed indirectly, for example via a transmission gear for translation the speed of the rotor slower. The axle differential gear On the output side, there are two axle shafts which are connected with a respective one Wheel of the relevant vehicle axle are coupled.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Achsantriebseinheit der erläuterten Art mit einem vereinfachten Aufbau zu schaffen.It It is an object of the invention to provide an axle drive unit of the kind explained To create kind with a simplified structure.

Diese Aufgabe wird durch eine Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, und insbesondere dadurch, dass in dem Gehäuse der Achsantriebseinheit ein Fluid vorgesehen ist, das sowohl zur Schmierung einer Getriebe- oder Lagerkomponente der Achsantriebseinheit als auch zur Kühlung der elektrischen Maschine dient.These The object is achieved by a drive unit having the features of the claim 1 solved, and in particular in that in the housing of the final drive unit a fluid is provided which is suitable both for lubrication of a transmission or bearing component of the final drive unit as well as for cooling the electric machine serves.

Die Achsantriebseinheit besitzt einen einheitlichen Schmier- und Kühlkreislauf. Das in dem Gehäuse befindliche Fluid übernimmt sowohl eine Kühlfunktion bezüglich der elektrischen Maschine als auch eine Schmierfunktion bezüglich wenigstens einer Getriebe- oder Lagerkomponente der Achsantriebseinheit. Durch die Verwendung eines geeigneten Schmier- und Kühlfluids können somit zwei Kreisläufe kombiniert werden, die bei bekannten Achsantriebseinheiten separat ausgeführt sind. Hierdurch ergibt sich ein erheblich vereinfachter Aufbau der Achsantriebseinheit, wodurch eine entsprechend kostengünstige Herstellung möglich ist.The Axle drive unit has a uniform lubrication and cooling circuit. That in the case fluid takes over both a cooling function in terms of the electric machine as well as a lubricating function with respect to at least a gear or bearing component of the final drive unit. By the use of a suitable lubricating and cooling fluid can thus combine two cycles be performed separately in known axle drive units. This results in a considerably simplified construction of the axle drive unit, whereby a correspondingly inexpensive production is possible.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind nachfolgend und in den abhängigen Ansprüchen genannt.advantageous embodiments are below and dependent claims called.

Gemäß einer Ausführungsform dient das in dem Gehäuse der Achsantriebseinheit befindliche Fluid zumindest zur Schmierung einer Getriebe- oder Lagerkomponente des Achsdifferentialgetriebes. Insbesondere kann das Fluid zur Schmierung von Wälzlagern, von Gleitlagern oder von Ausgleichskegelrädern und Abtriebskegelrädern eines als Kugeldifferential ausgebildeten Achsdifferentialgetriebes dienen.According to one embodiment that serves in the housing the axle drive unit located fluid at least for lubrication a gear or bearing component of the axle differential gear. In particular, the fluid for lubrication of rolling bearings, of plain bearings or bevel gears and output bevel gears of a serve as a ball differential trained axle differential.

Alternativ oder zusätzlich kann das in dem Gehäuse der Achsantriebseinheit befindliche Fluid zur Schmierung einer Getriebe- oder Lagerkomponente eines Übersetzungsgetriebes dienen, welches zwischen dem Rotor der elektrischen Maschine und dem Achsdifferentialgetriebe angeordnet ist. Bei einem solchen Übersetzungsgetriebe kann es sich um ein Umlaufgetriebe (z. B. Planetengetriebe) handeln, das insbesondere koaxial zu der Rotationsachse des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet ist, oder um ein Standgetriebe, insbesondere mit einer Vorgelegewelle.alternative or additionally can that be in the case the final drive unit fluid for lubricating a transmission or bearing component of a transmission gear serve, which between the rotor of the electric machine and the Axle differential gear is arranged. In such a transmission gear it can be a planetary gear (eg planetary gear), the in particular coaxial with the axis of rotation of the rotor of the electric Machine is arranged, or to a stand gear, in particular with a countershaft.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das in dem Gehäuse der Achsantriebseinheit befindliche Fluid zwischen der genannten Getriebe- oder Lagerkomponente und der elektrischen Maschine gefördert werden, um letztlich alternierend die erläuterte Schmierfunktion und Kühlfunktion zu erfüllen. Hierfür kann eine Pumpe vorgesehen sein, die entweder mechanisch angetrieben wird (beispielsweise mittels des Rotors der elektrischen Maschine oder mittels einer Komponente des Achsdifferentialgetriebes), oder die mittels eines separaten Elektromotors angetrieben wird.According to one another embodiment that in the case the axle drive unit located fluid between said Gear or bearing component and the electric machine are promoted to ultimately alternately explained Lubrication function and cooling function to fulfill. Therefor For example, a pump may be provided which is either mechanically driven is (for example by means of the rotor of the electric machine or by means of a component of the axle differential gear), or the is driven by a separate electric motor.

Vorzugsweise ist jedoch eine pumpenlose Förderung des Fluids vorgesehen. Hierdurch können weitere Bauteile eingespart werden, wodurch sich ein noch einfacherer Aufbau der Achsantriebseinheit ergibt. Insbesondere kann hierfür das Achsdifferentialgetriebe und/oder ein zwischen dem Rotor der elektrischen Maschine und dem Achsdifferentialgetriebe angeordnetes Übersetzungsgetriebe dazu ausgebildet sein, das Fluid zwischen der genannten Getriebe- oder Lagerkomponente und der elektrischen Maschine zu fördern. Beispielsweise kann eine Fluidförderung durch Druckerzeugung durch zwei Getriebeelemente vorgesehen sein, z. B. durch zwei miteinander kämmende Zahnräder, die von einem Druckraum umschlossen sind. In diesem Fall erfolgt ein Verquetschen oder Verspritzen des Fluids aus dem Zahneingriff der jeweiligen Getriebeelemente. Alternativ kann ein Mitführen und Abschleudern des Fluids durch wenigstens ein Getriebeelement vorgesehen sein, z. B. durch ein Zahnrad oder durch einen Rotationskörper mit Schaufeln.Preferably is however a pumpless promotion provided the fluid. As a result, further components can be saved be, resulting in an even simpler structure of the final drive unit results. In particular, this can be done the axle differential and / or between the rotor of the electrical machine and the axle differential gear arranged transmission gear be adapted to the fluid between said transmission or Bearing component and the electric machine to promote. For example can be a fluid delivery be provided by pressure generation by two gear elements, z. B. by two intermeshing Gears, which are enclosed by a pressure chamber. In this case, done a squashing or splashing of the fluid from the tooth engagement the respective transmission elements. Alternatively, a carry and Spinning the fluid provided by at least one transmission element be, z. B. by a gear or by a rotating body with Blades.

Ein besonders geeignetes Fluid, das in der erläuterten Weise zugleich als Schmier- und Kühlmittel dienen kann, kann auf Basis eines Glykols gebildet sein. Glykol ist ein synthetisches Öl, das (insbesondere bei Verwendung geeigneter Additive) gute Schmier- sowie auch gute Kühleigenschaften besitzt.One particularly suitable fluid, which in the manner explained at the same time as Lubricant and coolant can serve, can be formed on the basis of a glycol. glycol is a synthetic oil, the (especially when using suitable additives) good lubrication as well as good cooling properties has.

Die Erfindung bezieht sich generell auch auf eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, die eine elektrische Maschine und ein Getriebe aufweist, welche in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, wobei die elektrische Maschine einen Stator und einen Rotor aufweist, der mit dem Getriebe antriebsverbunden ist, wobei ein Ausgang des Getriebes mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs gekoppelt oder koppelbar ist, und wobei in dem Gehäuse ein Fluid vorgesehen ist, das sowohl zur Schmierung einer Getriebe- oder Lagerkomponente des Getriebes als auch zur Kühlung der elektrischen Maschine dient.The The invention generally also relates to a drive unit for a motor vehicle, which has an electric machine and a transmission, which in a common housing are arranged, wherein the electric machine is a stator and a rotor which is drivingly connected to the transmission, being an output of the transmission with a drive train of the motor vehicle coupled or coupled, and wherein in the housing a Fluid is provided, which is used both for lubrication of a transmission or bearing component of the transmission and for cooling the electric machine serves.

Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Achsantriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, die an der Hinterachse des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.The The invention will now be described by way of example only explained on the drawing. The single FIGURE shows an axle drive unit for a motor vehicle, which is provided on the rear axle of the motor vehicle.

Die gezeigte Achsantriebseinheit umfasst eine elektrische Maschine 11, die mit einem Achsdifferentialgetriebe 13 über ein Übersetzungsgetriebe 15 antriebsverbunden ist. Die elektrische Maschine 11, das Achsdifferentialgetriebe 13 und das Übersetzungsgetriebe 15 sind in einem gemeinsamen, mehrteiligen Gehäuse 17 angeordnet.The axle drive unit shown comprises an electric machine 11 equipped with an axle differential 13 via a transmission gear 15 is drive connected. The electric machine 11 , the axle differential 13 and the transmission gear 15 are in a common, multi-part housing 17 arranged.

Die elektrische Maschine 11 besitzt einen Stator 19 und einen Rotor 21, der zu einer Drehbewegung um eine Zentralachse A der Achsantriebseinheit antreibbar ist. Ein Verzahnungsabschnitt 23 des Rotors 21 kämmt mit einem ersten Zahnrad 25 des Übersetzungsgetriebes 15. Das erste Zahnrad 25 sitzt gemeinsam mit einem zweiten Zahnrad 27 auf einer Vorgelegewelle 29, die versetzt zu der Zentralachse A angeordnet ist.The electric machine 11 has a stator 19 and a rotor 21 which is drivable to a rotational movement about a central axis A of the final drive unit. A gearing section 23 of the rotor 21 meshes with a first gear 25 of the gearbox 15 , The first gear 25 sits together with a second gear 27 on a countershaft 29 which is offset from the central axis A.

Das zweite Zahnrad 27 des Übersetzungsgetriebes 15 kämmt mit einem Verzahnungsabschnitt 31 eines Differentialkorbs 33 des Achsdifferentialgetriebes 13. An dem Differentialkorb 33 sind mehrere Ausgleichskegelräder 35 drehbar gelagert, die mit zwei Abtriebskegelrädern 37, 37' kämmen. Jedes Abtriebskegelrad 37, 37' ist mit einer jeweiligen Achswelle 39, 39' drehfest verbunden, wobei jede Achswelle 39, 39' mit einem Rad der Fahrzeugachse (nicht gezeigt) gekoppelt ist.The second gear 27 of the gearbox 15 meshes with a gearing section 31 a differential carrier 33 of the axle differential gear 13 , At the differential carrier 33 are multiple bevel gears 35 rotatably mounted, with two output bevel gears 37 . 37 ' comb. Each output bevel gear 37 . 37 ' is with a respective axle shaft 39 . 39 ' rotatably connected, each axle shaft 39 . 39 ' is coupled to a wheel of the vehicle axle (not shown).

Was die Lagerung der gezeigten Achsantriebseinheit betrifft, so ist der Rotor 21 der elektrischen Maschine 11 an dem Gehäuse 17 über zwei Wälzlager 41, 41' gelagert. Die Vorgelegewelle 29 des Übersetzungsgetriebes 15 ist an dem Gehäuse 17 über zwei Wälzlager 43, 43' gelagert. Der Differentialkorb 33 des Achsdifferentialgetriebes 13 ist an dem Gehäuse 17 über zwei Wälzlager 45, 45' gelagert. Die Achswelle 39 ist mittels eines Wälzlagers 47 innerhalb des Rotors 21 und mittels eines Gleitlagers 47' innerhalb des Differentialkorbs 33 gelagert. Die Achswelle 39' ist innerhalb des Differentialkorbs 33 mittels eines Gleitlagers 49' gelagert.As for the mounting of the axle drive unit shown, so is the rotor 21 the electric machine 11 on the housing 17 over two rolling bearings 41 . 41 ' stored. The countershaft 29 of the gearbox 15 is on the case 17 over two rolling bearings 43 . 43 ' stored. The differential carrier 33 of the axle differential gear 13 is on the case 17 over two rolling bearings 45 . 45 ' stored. The axle shaft 39 is by means of a rolling bearing 47 inside the rotor 21 and by means of a sliding bearing 47 ' inside the differential carrier 33 stored. The axle shaft 39 ' is inside the differential carrier 33 by means of a sliding bearing 49 ' stored.

Innerhalb des Gehäuses 17 der gezeigten Achsantriebseinheit befindet sich ein Fluid 51. Das Fluid 51 dient zum einen zur Schmierung der verschiedenen Getriebekomponenten 23, 25, 27, 31, 35 37 und 37' der Achsantriebseinheit und der verschiedenen Lagerkomponenten 41, 41', 43, 43', 45, 45', 47, 47' und 49' der Achsantriebseinheit. Zum anderen dient das Fluid 51 zur Kühlung der elektrischen Maschine 11. Hierfür wird das Fluid 51 mittels eines Zahneingriffs von wenigstens zwei der genannten Getriebekomponenten (z. B. Zahneingriff zwischen dem Verzahnungsabschnitt 23 des Rotors 21 und dem ersten Zahnrad 25 des Übersetzungsgetriebes 15) zwischen den genannten Getriebekomponenten und Lagerkomponenten einerseits und der elektrischen Maschine 11 andererseits gefördert. Hierdurch ist für die gezeigte Achsantriebseinheit ein einheitlicher Schmier- und Kühlkreislauf gebildet, der zudem keine separate Pumpe benötigt.Inside the case 17 the illustrated axle drive unit is a fluid 51 , The fluid 51 serves for the lubrication of the various transmission components 23 . 25 . 27 . 31 . 35 37 and 37 ' the final drive unit and the various bearing components 41 . 41 ' . 43 . 43 ' . 45 . 45 ' . 47 . 47 ' and 49 ' the final drive unit. On the other hand, the fluid is used 51 for cooling the electric machine 11 , This is the fluid 51 by means of a tooth engagement of at least two of said gear components (eg, tooth engagement between the gear portion 23 of the rotor 21 and the first gear 25 of the gearbox 15 ) between said transmission components and bearing components on the one hand and the electric machine 11 on the other hand encouraged. As a result, a uniform lubrication and cooling circuit is formed for the Achsantriebseinheit shown, which also does not require a separate pump.

Claims (8)

Achsantriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine (11) und einem Achsdifferentialgetriebe (13), die in einem gemeinsamen Gehäuse (17) angeordnet sind, wobei die elektrische Maschine einen Stator (19) und einen Rotor (21) aufweist, der mit einem Eingangselement (33) des Achsdifferentialgetriebes (13) antriebsverbunden ist, wobei das Achsdifferentialgetriebe ausgangsseitig zwei Achswellen (39, 39') aufweist, und wobei in dem Gehäuse (17) ein Fluid (51) vorgesehen ist, das sowohl zur Schmierung einer Getriebe- oder Lagerkomponente (23, 25, 27, 31, 35, 37, 37'; bzw. 41, 41', 43, 43', 45, 45', 47, 47', 49') der Achsantriebseinheit als auch zur Kühlung der elektrischen Maschine (11) dient.Final drive unit for a motor vehicle, with an electric machine ( 11 ) and an axle differential gear ( 13 ) housed in a common housing ( 17 ), the electric machine having a stator ( 19 ) and a rotor ( 21 ) connected to an input element ( 33 ) of the axle differential gear ( 13 ) is drivingly connected, wherein the axle differential gear output side two axle shafts ( 39 . 39 ' ), and wherein in the housing ( 17 ) a fluid ( 51 ), which is used both for lubrication of a gear or bearing component ( 23 . 25 . 27 . 31 . 35 . 37 . 37 '; respectively. 41 . 41 ' . 43 . 43 ' . 45 . 45 ' . 47 . 47 ' . 49 ' ) of the final drive unit as well as for cooling the electric machine ( 11 ) serves. Achsantriebseinheit nach Anspruch 1, wobei das Fluid (51) zur Schmierung einer Getriebe- oder Lagerkomponente (31, 35, 37, 37'; bzw. 45, 45') des Achsdifferentialgetriebes (13) dient.Axle drive unit according to claim 1, wherein the fluid ( 51 ) for lubricating a transmission or bearing component ( 31 . 35 . 37 . 37 '; respectively. 45 . 45 ' ) of the axle differential gear ( 13 ) serves. Achsantriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen dem Rotor (21) der elektrischen Maschine und dem Achsdifferentialgetriebe (13) ein Übersetzungsgetriebe (15) angeordnet ist, wobei das Fluid (51) zur Schmierung einer Getriebe- oder Lagerkomponente (25, 27; bzw. 43, 43') des Übersetzungsgetriebes dient.Axle drive unit according to claim 1 or 2, wherein between the rotor ( 21 ) of the electric machine and the axle differential ( 13 ) a transmission gear ( 15 ), wherein the fluid ( 51 ) for lubricating a transmission or bearing component ( 25 . 27 ; respectively. 43 . 43 ' ) of the transmission gear is used. Achsantriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluid (51) zur Schmierung einer Lagerkomponente (41, 41') der elektrischen Maschine (11) dient.Axle drive unit according to one of the preceding claims, wherein the fluid ( 51 ) for lubricating a bearing component ( 41 . 41 ' ) of the electric machine ( 11 ) serves. Achsantriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluid (51) zwischen der Getriebe- oder Lagerkomponente (23, 25, 27, 31, 35, 37, 37'; bzw. 41, 41', 43, 43', 45, 45', 47, 47', 49') und der elektrischen Maschine (11) förderbar ist.Axle drive unit according to one of the preceding claims, wherein the fluid ( 51 ) between the gear or bearing component ( 23 . 25 . 27 . 31 . 35 . 37 . 37 '; respectively. 41 . 41 ' . 43 . 43 ' . 45 . 45 ' . 47 . 47 ' . 49 ' ) and the electric machine ( 11 ) is eligible. Achsantriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Achsdifferentialgetriebe (13) und/oder ein zwischen dem Rotor (21) der elektrischen Maschine (11) und dem Achsdifferentialgetriebe (13) angeordnetes Übersetzungsgetriebe (15) dazu ausgebildet ist, das Fluid (51) zwischen der Getriebe- oder Lagerkomponente (23, 25, 27, 31, 35, 37, 37'; bzw. 41, 41', 43, 43', 45, 45', 47, 47', 49') und der elektrischen Maschine (11) zu fördern.Axle drive unit according to one of the preceding claims, wherein the axle differential ( 13 ) and / or between the rotor ( 21 ) of the electric machine ( 11 ) and the axle differential gear ( 13 ) arranged transmission gear ( 15 ) is adapted to the fluid ( 51 ) between the gear or bearing component ( 23 . 25 . 27 . 31 . 35 . 37 . 37 '; respectively. 41 . 41 ' . 43 . 43 ' . 45 . 45 ' . 47 . 47 ' . 49 ' ) and the electric machine ( 11 ) to promote. Achsantriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluid (51) ein Glykol enthält.Axle drive unit according to one of the preceding claims, wherein the fluid ( 51 ) contains a glycol. Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine (11) und einem Getriebe (15), die in einem gemeinsamen Gehäuse (17) angeordnet sind, wobei die elektrische Maschine einen Stator (19) und einen Rotor (21) aufweist, der mit dem Getriebe antriebsverbunden ist, wobei ein Ausgang (27) des Getriebes mit einem Antriebsstrang (13; 39, 39') des Kraftfahrzeugs gekoppelt oder koppelbar ist, und wobei in dem Gehäuse ein Fluid (51) vorgesehen ist, das sowohl zur Schmierung einer Getriebe- oder Lagerkomponente (25, 27; bzw. 43, 43') des Getriebes (15) als auch zur Kühlung der elektrischen Maschine (11) dient.Drive unit for a motor vehicle, with an electric machine ( 11 ) and a transmission ( 15 ) housed in a common housing ( 17 ), the electric machine having a stator ( 19 ) and a rotor ( 21 ), which is drive-connected to the transmission, wherein an output ( 27 ) of the transmission with a drive train ( 13 ; 39 . 39 ' ) of the motor vehicle is coupled or coupled, and wherein in the housing a fluid ( 51 ), which is used both for lubrication of a gear or bearing component ( 25 . 27 ; respectively. 43 . 43 ' ) of the transmission ( 15 ) as well as for cooling the electric machine ( 11 ) serves.
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