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DE102019205682A1 - Electric final drive for a driven axle of a motor vehicle - Google Patents

Electric final drive for a driven axle of a motor vehicle Download PDF

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DE102019205682A1
DE102019205682A1 DE102019205682.2A DE102019205682A DE102019205682A1 DE 102019205682 A1 DE102019205682 A1 DE 102019205682A1 DE 102019205682 A DE102019205682 A DE 102019205682A DE 102019205682 A1 DE102019205682 A1 DE 102019205682A1
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DE
Germany
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gear
driven axle
motor vehicle
axle
drive
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102019205682.2A
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German (de)
Inventor
Bernd Wölfle
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
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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.An electric axle drive for a driven axle of a motor vehicle is proposed, comprising an electric machine (1), with the rotor of which an output gear (2) is connected in a rotationally fixed manner, the output gear (2) meshing with two intermediate gears (17, 18) which are in mesh with a drive gear (4) of a differential (5) of the driven axle.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Achsantrieb für eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to an electric axle drive for a driven axle of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 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.Electric axle drives are known from the prior art. The electric axle drives known from the prior art are designed in two stages. Here, the output of the electrical machine driving the axle is connected to a drive of a differential of the driven axle via an intermediate stage or an intermediate gear.

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.For example, the output of the electrical machine driving the axle can mesh with a first fixed gear arranged on an intermediate shaft, with the power being transmitted to the gear via a second fixed wheel arranged on the intermediate shaft and of smaller dimensions, which meshes with a gearwheel connected to the drive of the differential Differential is transmitted.

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.From the DE 10 2011 076 523 A1 An axle drive for a vehicle is known to the applicant, comprising an electric machine which is coupled to an axle differential as an output via an intermediate gear. It is provided here that the intermediate gear comprises at least one planetary gear set and at least one spur gear set, the planetary gear set being connected to the electrical machine via a sun gear and to the spur gear set via a planetary gear carrier, the ring gear being fixed to the housing.

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.Due to the two-stage design of the electrical axle drives known from the prior art, corresponding installation space is disadvantageously required; this also results in an increase in manufacturing and assembly costs.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Achsantrieb für eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs anzugeben.The present invention is based on the object of specifying an electric axle drive for a driven axle of a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.This object is achieved by the features of claim 1. Further embodiments and advantages according to the invention emerge from the subclaims.

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.Accordingly, an electric axle drive for a driven axle of a motor vehicle is proposed, which is designed in one stage. The axle drive according to the invention comprises an electrical machine, the output gear of which is non-rotatably connected to the rotor of the electrical machine meshes with two intermediate gears, which in turn mesh with a drive gear of a differential of the driven axle.

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.The output gear of the electrical machine is arranged between the two mounted intermediate gears when viewed radially. In this case, the output gear is preferably not supported, since the intermediate gears are supported.

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.Furthermore, due to the power split according to the invention via the two intermediate gears, the output gear of the electrical machine can be dimensioned approximately 50% smaller compared to the output gear of the electrical machine used in the two-stage axle drives known from the prior art, which reduces manufacturing costs.

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.Furthermore, by eliminating the intermediate stage known from the prior art and by dimensioning the output gear of the electrical machine, the required installation space and weight are advantageously significantly reduced.

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.
The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying figures. The same reference numbers denote the same components. Show it:
  • 1 : A schematic view of an electric axle drive designed according to the prior art for a driven axle of a motor vehicle;
  • 2 : A schematic view of an embodiment according to the invention of an electric axle drive for a driven axle of a motor vehicle; and
  • 3 : A schematic view to illustrate the power split when transmitting power to the 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.Referring to 1 is the output gear 2 the electrical machine driving the axis 1 via an intermediate stage 3 with a drive gear 4th a differential 5 connected to the driven axle. The intermediate stage 3 has a first fixed gear 6 and a second, smaller fixed gear 7th on that on an intermediate shaft 8th are arranged.

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.The first fixed gear 6 meshes with the output gear 2 , the second fixed gear 7th with that with the drive of the differential 5 non-rotatably connected drive gear 4th combs so that the power of the electric machine 1 on the differential via two spur gear stages 5 is transmitted. In 1 are with the reference symbols 9 and 10 the bearings for storing the electrical machine 1 and for mounting the output gear 2 the electric machine designated. Furthermore, to support the intermediate shaft 8th two more camps 11 , 12 needed.

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.The one on the differential 5 Transferred power is over two over one bearing each 15th , 16 mounted output gears 13 , 14th transmitted to the wheels of the driven axle.

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.According to the invention and related 2 the electric axle drive for a driven axle of a motor vehicle comprises an electric machine 1 whose with the rotor of the electrical machine 1 non-rotatably connected output gear 2 with two intermediate gears 17th , 18th combs.

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.The intermediate gears 17th , 18th stand with the drive gear 4th of the differential 5 the driven axle in engagement, so that a power split is realized. Due to the power split, a comparison with 1 you can see the output gear 2 with significantly fewer teeth than the output gear 1 are carried out, whereby the single stage of the final drive is made possible. Despite the intermediate gears required according to the invention 17th , 18th must with the same transmission ratio between the output of the electrical machine 1 and driving the differential 5 in total compared with the prior art 1 fewer tooth gaps are processed.

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.How 2 It can be seen that the output gear is in the example shown 2 of the electrical machine1 is not supported, since it is viewed radially between the two via bearings 19th , 20th , 21st , 22nd mounted intermediate gears 17th , 18th is arranged.

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.The principle of the power split according to the invention is based on 3 illustrated. Out 2 and 3 it can also be seen that the concept according to the invention achieves a very compact design.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
elektrische Maschineelectric machine
22
AbtriebszahnradOutput gear
33
ZwischenstufeIntermediate stage
44th
AntriebszahnradDrive gear
55
Differentialdifferential
66th
erstes Festradfirst fixed gear
77th
zweites Festradsecond fixed gear
88th
ZwischenwelleIntermediate shaft
99
Lagerwarehouse
1010
Lagerwarehouse
1111
Lagerwarehouse
1212
Lagerwarehouse
1313
AbtriebszahnradOutput gear
1414th
AbtriebszahnradOutput gear
1515th
Lagerwarehouse
1616
Lagerwarehouse
1717th
ZwischenradIntermediate gear
1818th
ZwischenradIntermediate gear
1919th
Lagerwarehouse
2020th
Lagerwarehouse
2121st
Lagerwarehouse
2222nd
Lagerwarehouse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102011076523 A1 [0004]DE 102011076523 A1 [0004]

Claims (3)

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.Electric axle drive for a driven axle of a motor vehicle, comprising an electric machine (1), with the rotor of which a driven gear (2) is connected in a rotationally fixed manner, characterized in that the driven gear (2) meshes with two intermediate gears (17, 18), which with a drive gear (4) of a differential (5) of the driven axle are in mesh. 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.Electric final drive for a driven axle of a motor vehicle according to Claim 1 , characterized in that the output gear (2) viewed radially is arranged between the two intermediate gears (17, 18). Elektrischer Achsantrieb für eine angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebszahnrad (2) nicht gelagert ist.Electric final drive for a driven axle of a motor vehicle according to Claim 2 , characterized in that the output gear (2) is not mounted.
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