DE102019205682A1

DE102019205682A1 - Elektrischer Achsantrieb für eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102019205682A1
Application number: DE102019205682.2A
Authority: DE
Inventors: Bernd Wölfle
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-04-18
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2020-10-22

Abstract

Es wird ein elektrischer Achsantrieb für eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, umfassend eine elektrische Maschine (1), mit deren Rotor ein Abtriebszahnrad (2) drehfest verbunden ist, wobei das Abtriebszahnrad (2) mit zwei Zwischenrädern (17, 18) kämmt, welche mit einem Antriebszahnrad (4) eines Differentials (5) der angetriebenen Achse im Eingriff stehen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Achsantrieb für eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Elektrische Achsantriebe sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Achsantriebe sind zweistufig ausgeführt. Hierbei ist der Abtrieb der die Achse antreibenden elektrischen Maschine über eine Zwischenstufe bzw. ein Zwischengetriebe mit einem Antrieb eines Differentials der angetriebenen Achse verbunden.
Beispielsweise kann der Abtrieb der die Achse antreibenden elektrischen Maschine mit einem ersten auf einer Zwischenwelle angeordneten Festrad kämmen, wobei die Leistung über ein zweites auf der Zwischenwelle angeordnetes und kleiner dimensioniertes Festrad, welches mit einem mit dem Antrieb des Differentials drehfest verbundenen Zahnrad kämmt, auf das Differential übertragen wird.
Aus der DE 10 2011 076 523 A1 der Anmelderin ist ein Achsantrieb für ein Fahrzeug bekannt, umfassend eine elektrische Maschine, welche über ein Zwischengetriebe mit einem Achsdifferential als Abtrieb gekoppelt ist. Hierbei ist vorgesehen, dass das Zwischengetriebe zumindest einen Planetenradsatz und zumindest eine Stirnradstufe umfasst, wobei der Planetenradsatz über ein Sonnenrad mit der elektrischen Maschine und über einen Planetenradträger mit der Stirnradstufe verbunden ist, wobei das Hohlrad gehäusefest angeordnet ist.
Durch die zweistufige Ausgestaltung der aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Achsantriebe wird in nachteiliger Weise entsprechender Bauraum benötigt; des Weiteren resultiert dies in einer Erhöhung der Herstellungs- und Montagekosten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Achsantrieb für eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein elektrischer Achsantrieb für eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, welcher einstufig ausgeführt ist. Der erfindungsgemäße Achsantrieb umfasst eine elektrische Maschine, deren mit dem Rotor der elektrischen Maschine drehfest verbundenes Abtriebszahnrad mit zwei Zwischenrädern kämmt, welche wiederum mit einem Antriebszahnrad eines Differentials der angetriebenen Achse im Eingriff stehen.
Das Abtriebszahnrad der elektrischen Maschine ist radial betrachtet zwischen den beiden gelagerten Zwischenrädern angeordnet. Hierbei entfällt vorzugsweise die Lagerung des Abtriebszahnrades, da die Zwischenräder gelagert sind.
Ferner kann das Abtriebszahnrad der elektrischen Maschine aufgrund der erfindungsgemäßen Leistungsverzweigung über die zwei Zwischenräder im Vergleich zu den bei den aus dem Stand der Technik bekannten zweistufigen Achsantrieben verwendeten Abtriebszahnrädern der elektrischen Maschinen um ca. 50% kleiner dimensioniert werden, wodurch die Herstellungskosten reduziert werden.
Des Weiteren werden in vorteilhafter Weise durch den Entfall der aus dem Stand der Technik bekannten Zwischenstufe und die Dimensionierung des Abtriebszahnrades der elektrischen Maschine der erforderliche Bauraum und das Gewicht signifikant reduziert.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Bauteile. Es zeigen:

1: Eine schematische Ansicht eines nach dem Stand der Technik ausgeführten elektrischen Achsantriebs für eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs;
2: Eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines elektrischer Achsantriebs für eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs; und
3: Eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung der Leistungsverzeigung bei der Leistungsübertragung auf das Differential.

Bezugnehmend auf 1 ist das Abtriebszahnrad 2 der die Achse antreibenden elektrischen Maschine 1 über eine Zwischenstufe 3 mit einem Antriebszahnrad 4 eines Differentials 5 der angetriebenen Achse verbunden. Die Zwischenstufe 3 weist ein erstes Festrad 6 und ein zweites, kleiner dimensioniertes Festrad 7 auf, die auf einer Zwischenwelle 8 angeordnet sind.
Das erste Festrad 6 kämmt mit dem Abtriebszahnrad 2, wobei das zweite Festrad 7 mit dem mit dem Antrieb des Differentials 5 drehfest verbundenen Antriebszahnrad 4 kämmt, so dass die Leistung der elektrischen Maschine 1 über zwei Stirnradstufen auf das Differential 5 übertragen wird. In 1 sind mit den Bezugszeichen 9 und 10 die Lager zur Lagerung der elektrischen Maschine 1 und zur Lagerung des Abtriebszahnrades 2 der elektrischen Maschine bezeichnet. Ferner werden zur Lagerung der Zwischenwelle 8 zwei weitere Lager 11, 12 benötigt.
Die auf das Differential 5 übertragene Leistung wird über zwei über jeweils ein Lager 15, 16 gelagerte Abtriebszahnräder 13, 14 auf die Räder der angetriebenen Achse übertragen.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend 2 umfasst der elektrische Achsantrieb für eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs eine elektrische Maschine 1, deren mit dem Rotor der elektrischen Maschine 1 drehfest verbundenes Abtriebszahnrad 2 mit zwei Zwischenrädern 17, 18 kämmt.
Die Zwischenräder 17, 18 stehen mit dem Antriebszahnrad 4 des Differentials 5 der angetriebenen Achse im Eingriff, so dass eine Leistungsverzweigung realisiert wird. Aufgrund der Leistungsverzweigung kann wie aus einem Vergleich mit 1 ersichtlich das Abtriebszahnrad 2 mit wesentlich weniger Zähnen als das Abtriebszahnrad nach 1 ausgeführt werden, wodurch die Einstufigkeit des Achsantriebs ermöglicht wird. Trotz der erfindungsgemäß benötigten Zwischenräder 17, 18 müssen bei gleichem Übersetzungsverhältnis zwischen Abtrieb der elektrischen Maschine 1 und Antrieb des Differentials 5 in Summe verglichen mit dem Stand der Technik nach 1 weniger Zahnlücken bearbeitet werden.
Wie 2 zu entnehmen ist, ist bei dem gezeigten Beispiel das Abtriebszahnrad 2 der elektrischen Maschine1 nicht gelagert, da es radial betrachtet zwischen den beiden über Lager 19, 20, 21, 22 gelagerten Zwischenrädern 17, 18 angeordnet ist.
Das Prinzip der erfindungsgemäßen Leistungsverzweigung wird anhand 3 veranschaulicht. Aus 2 und 3 wird zudem ersichtlich, dass durch die erfindungsgemäße Konzeption eine sehr kompakte Bauweise erzielt wird.
Bezugszeichenliste

1: elektrische Maschine
2: Abtriebszahnrad
3: Zwischenstufe
4: Antriebszahnrad
5: Differential
6: erstes Festrad
7: zweites Festrad
8: Zwischenwelle
9: Lager
10: Lager
11: Lager
12: Lager
13: Abtriebszahnrad
14: Abtriebszahnrad
15: Lager
16: Lager
17: Zwischenrad
18: Zwischenrad
19: Lager
20: Lager
21: Lager
22: Lager

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011076523 A1 [0004]

Claims

Elektrischer Achsantrieb für eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine elektrische Maschine (1), mit deren Rotor ein Abtriebszahnrad (2) drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebszahnrad (2) mit zwei Zwischenrädern (17, 18) kämmt, welche mit einem Antriebszahnrad (4) eines Differentials (5) der angetriebenen Achse im Eingriff stehen.
Elektrischer Achsantrieb für eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebszahnrad (2) radial betrachtet zwischen den beiden Zwischenrädern (17, 18) angeordnet ist.
Elektrischer Achsantrieb für eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebszahnrad (2) nicht gelagert ist.