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Title:
DRIVE ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/186862
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates for drive assembly comprising at least one first electric machine (EM 1) with a first drive pinion (2) of a first rotor shaft (3) and a second electric machine (EM 2) with a second drive pinion (4) of a second rotor shaft (5) for driving at least one output shaft (12, 14), wherein each of the rotor shafts (3, 5), which are arranged coaxially to each other, is mounted on the housing via an assigned fixed/loose bearing (L1, L2), and the mutually facing ends of the rotor shafts (3, 5) overlap axially such that a common radially nested stack (6) is provided. The invention additionally relates to a vehicle comprising the drive assembly.

Inventors:
STAIGER CHRISTIAN (DE)
LAILE MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/057926
Publication Date:
October 05, 2023
Filing Date:
March 28, 2023
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
H02K7/116; B60K1/02; H02K7/08; H02K16/00
Foreign References:
US20180145557A12018-05-24
DE102017217907A12019-04-11
GB1022634A1966-03-16
DE102016207996A12017-11-16
CN205377612U2016-07-06
US20210044171A12021-02-11
US20140024490A12014-01-23
US20130345009A12013-12-26
EP2567844A12013-03-13
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Claims:
ZF Friedrichshafen AG Akte 211795 Friedrichshafen 2022-03-29 Patentansprüche 1. Antriebsanordnung mit zumindest einer ersten elektrischen Maschine (EM 1) mit einem ersten Antriebsritzel (2) einer ersten Rotorwelle (3) und einer zweiten elektri- schen Maschine (EM 2) mit einem zweiten Antriebsritzel (4) einer zweiten Rotorwelle (5) zum Antrieb zumindest einer Abtriebswelle (12,14), wobei die koaxial zueinander angeordneten Rotorwellen (3, 5) jeweils über eine zugeordnete Fest-Los-Lagerung (L1, L2) gehäuseseitig gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Enden der Rotorwellen (3, 5) axial derart überlappen, dass eine ge- meinsame radial verschachtelte Lagerung (6) vorgesehen ist. 2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gemein- same radial verschachtelte Lagerung (6) ein radial äußeres Lager (7) und ein radial inneres Lager (8) umfasst. 3. Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das radial äußere Lager (7) als Kugellager oder Rollenlager ausgeführt ist. 4. Antriebsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das radial innere Lager (8) als Nadellager ausgeführt ist. 5. Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass eine der Rotorwellen (3, 5) an ihrem Ende mit dem Antriebsritzel (2, 4) einen Hohlwellenabschnitt (9) zum Aufnehmen eines Wellenabschnittes (10) an dem Ende der anderen Rotorwelle (3, 5) aufweist. 6. Antriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlwel- lenabschnitt (9) und der radial innen aufgenommene Wellenabschnitt (10) axial ge- sehen zwischen den beiden Antriebsritzel (2, 4) angeordnet sind. 7. Antriebsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfang des Hohlwellenabschnittes (9) über das radial äußere Lager (7) ge- häuseseitig gelagert ist. ZF Friedrichshafen AG Akte 211795 Friedrichshafen 2022-03-29 8. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenabschnitt (8) über das radial innere Lager (8) am Innenumfang des Hohlwellenabschnitt (9) gelagert ist. 9. Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das erste Antriebsritzel (2) und das zweite Antriebsritzel (4) jeweils mit einer Getriebeeinheit zum Antrieb von zumindest einer Abtriebswelle (13, 14) in Ein- griff stehen. 10. Fahrzeug (1) mit zumindest einer Antriebsanordnung nach einem der vorange- henden Ansprüche.
Description:
ZF Friedrichshafen AG Akte 211795 Friedrichshafen 2022-03-29 Antriebsanordnung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung mit zumindest einer ersten elektrischen Maschine mit einem ersten Antriebsritzel einer ersten Rotorwelle und einer zweiten elektrischen Maschine mit einem zweiten Antriebsritzel einer zweiten Rotorwelle zum Antrieb zumindest einer Abtriebswelle gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit der Antriebsanordnung. Bei derartigen Antriebsanordnungen sind die Rotorwellen der elektrischen Maschi- nen axial gesehen beidseitig des Rotors jeder elektrischen Maschine gelagert. Hierzu wird bei jeder Rotorwelle eine Fest-Los-Lagerung verwendet, die aus einem Loslager und einem Festlager besteht, die beidseitig neben dem Rotor der elektrischen Ma- schine angeordnet sind. An den einander zugeordneten Enden der koaxial zueinan- der angeordneten Rotorwellen ist jeweils ein Antriebsritzel an jeder Rotorwelle dreh- fest angeordnet. Die Antriebsritzel der Rotorwelle stehen jeweils mit einem Ritzel ei- ner Getriebeeinheit in Eingriff, um zumindest eine Abtriebswelle anzutreiben. Auf- grund des Zahneingriffes werden entsprechende Verzahnungskräfte auf die Rotor- welle im Bereich des Antriebsritzels übertragen. Um eine fliegende Lagerung an der Rotorwelle zu vermeiden, ist es erforderlich, ein weiteres Stützlager axial neben dem Antriebsritzel bei jeder Rotorwelle vorzusehen. Durch das zusätzliche Stützlager an jeder Rotorwelle wird der notwendige axiale Bauraum bei der Antriebsanordnung in nachteiliger Weise vergrößert. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung und ein Fahrzeug mit der Antriebsanordnung vorzuschlagen, welche einen möglichst ge- ringen axialen Bauraumbedarf und Bauteilebedarf aufweisen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw.10 gelöst. Vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ZF Friedrichshafen AG Akte 211795 Friedrichshafen 2022-03-29 Somit wird eine Antriebsanordnung mit zumindest einer ersten elektrischen Maschine mit einem ersten Antriebsritzel einer ersten Rotorwelle und einer zweiten elektrischen Maschine mit einem zweiten Antriebsritzel einer zweiten Rotorwelle zum Antrieb zu- mindest einer Abtriebswelle vorgeschlagen, wobei die koaxial zueinander angeord- neten Rotorwellen jeweils über eine zugeordnete Fest-Los-Lagerung gehäuseseitig gelagert sind. Um eine besonders bauraumgünstige und mit wenigen Bauteilen vor- gesehene Antriebsanordnung zu schaffen, ist vorgesehen, dass die einander zuge- wandten Enden der Rotorwelle axial derart überlappen, dass eine gemeinsame radial verschachtelte Lagerung vorgesehen ist. Auf diese Weise werden die unabhängig voneinander angetriebenen und nicht mitei- nander verbundenen Rotorwellen innerhalb einer axialen Konstruktionsebene radial geschachtelt über eine gemeinsame Stützlagerung gelagert, sodass keine separaten axial nebeneinander angeordneten Lager erforderlich sind, wodurch axialer Bauraum und zusätzliche Lagerbauteile eingespart werden. Es ist grundsätzlich denkbar, dass jede Rotorwelle eine separate Ritzelwelle mit dem Antriebsritzel aufweist, wobei die Rotorwelle und die Ritzelwelle miteinander verbunden sind. Es ist jedoch ebenso möglich, dass das Antriebsritzel direkt auf der Rotorwelle angeordnet ist. Vorzugsweise ist im Rahmen der Erfindung bei der vorgeschlagenen Antriebsanord- nung vorgesehen, dass die gemeinsame radial verschachtelte Lagerung ein radial äußeres Lager und ein radial inneres Lager umfasst. Somit wird durch diese Losla- gerkombination eine fliegende Lagerung den Rotorwellen bzw. Ritzelwellen bei mög- lichst minimalem axialem Bauraumeinsatz vermieden. Im Rahmen einer nächsten Weiterbildung der Erfindung kann bei der vorgeschlage- nen Antriebsanordnung vorgesehen sein, dass beispielsweise das radial äußere La- ger als Kugellager, Rollenlager oder dergleichen ausgeführt ist, während das radial innere Lager beispielsweise als Nadellager oder dergleichen ausgeführt ist. Um eine besonders konstruktiv einfache Möglichkeit zu schaffen, um die einander zugewandten Enden der Rotorwellen bzw. Ritzelwellen gemeinsam radial verschach- telt zu lagern, ist vorgesehen, dass eine der Rotorwellen an ihrem Ende mit dem An- ZF Friedrichshafen AG Akte 211795 Friedrichshafen 2022-03-29 triebsritzel einen Hohlwellenabschnitt oder dergleichen zum Aufnehmen eines kor- respondierenden Wellenabschnittes oder dergleichen an dem Ende der anderen Ro- torwelle aufweist. Hierbei ist es möglich, dass entweder die erste Rotorwelle bzw. Ritzelwelle den Hohlwellenabschnitt und die zweite Rotorwelle bzw. Ritzelwelle den Wellenabschnitt oder umgekehrt aufweisen. Die unabhängig voneinander angetriebenen Rotorwellen bzw. Ritzelwellen können je nach Anwendung eine gemeinsame Abtriebswelle oder separate Abtriebswellen über eine oder mehrere Getriebeeinheiten, wie zum Beispiel Stirnradstufen, Planetenge- triebe oder dergleichen antreiben. Ein weiterer Aspekt der Erfindung beansprucht ein Fahrzeug mit zumindest einer vorbeschriebenen Antriebsanordnung, sodass sich die bereits beschriebenen und weitere Vorteile ergeben. Vorzugsweise kann die Antriebsanordnung bei einem Kraft- fahrzeug eingesetzt werden. Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigen: Fig.1 eine schematische Prinzipansicht einer möglichen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung in einem Fahrzeug; und Fig.2 eine vergrößerte Detailansicht einer gemeinsamen radial verschachtelten La- gerung von Rotorwellen der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung. In den Figuren 1 und 2 sind verschiedene Ansichten einer möglichen Ausführungsva- riante einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung in einem Fahrzeug 1 beispielhaft dargestellt. Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung umfasst eine erste elektrische Maschine EM 1 mit einem ersten Antriebsritzel 2 einer ersten Rotorwelle 3 und eine zweite elektrische Maschine EM 2 mit einem zweiten Antriebsritzel 4 einer zweiten Rotor- welle 5. Bei der dargestellten Ausführung sind das erste Antriebsritzel 2 drehfest mit ZF Friedrichshafen AG Akte 211795 Friedrichshafen 2022-03-29 der ersten Rotorwelle 3 und das zweite Antriebsritzel 4 drehfest mit der zweiten Ro- torwelle 5 verbunden. Es ist jedoch denkbar, dass das jeweilige Antriebsritzel 2, 4 auch über eine Ritzelwelle mit der zugeordneten Rotorwelle 3, 5 verbunden ist. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, sind die koaxial zu einander angeordneten Rotorwel- len 3, 5 axial nebeneinander angeordnet und jeweils über eine Fest-Los-Lagerung L1, L2 gehäuseseitig gelagert. Hierzu ist jeder Rotorwelle 3, 5 beidseitig des Rotors jeder elektrischen Maschine EM 1, EM 2 jeweils ein Lager L1 und ein Lager L2 zuge- ordnet. Um eine besonders axialen Bauraumbedarf und Bauteile einsparende Ausführung bei der vorgeschlagenen Antriebsanordnung zu realisieren, ist vorgesehen, dass die beiden nicht miteinander antriebsmäßig verbundenen Rotorwellen 3, 5 im Bereich ihrer zugewandten Enden axial derart überlappen, dass eine gemeinsame radial ver- schachtelte Lagerung 6 vorgesehen ist. Die gemeinsame radial verschachtelte Lagerung 6 umfasst ein radial äußeres Lager 7 und radial inneres Lager 8. Das radial äußere Lager 7 ist als Kugellager oder Rol- lenlager ausgeführt, während das radial innere Lager 8 als Nadellager ausgeführt ist Insbesondere aus der vergrößerten Detailansicht wird deutlich, dass zum Unterbrin- gen der gemeinsamen radial verschachtelten Lagerung 6 das Ende mit dem ersten Antriebsritzel 2 der ersten Rotorwelle 3 einen Hohlwellenabschnitt 9 zum Aufnehmen eines korrespondierenden Wellenabschnittes 10 an dem Ende mit dem zweiten An- triebsritzel 4 der zweiten Rotorwelle 5 aufweist. Demzufolge sind der Hohlwellenab- schnitt 9 der ersten Rotorwelle 3 und der radial innen aufgenommene Wellenab- schnitt 10 der zweiten Rotorwelle 5 axial gesehen zwischen den beiden Antriebsrit- zeln 2, 4 angeordnet. Der Außenumfang des Hohlwellenabschnittes 9 an der ersten Rotorwelle 3 wird über das radial äußere Lager 7 gehäuseseitig gelagert. Der Wellenabschnitt 10 an der zweiten Rotorwelle 5 wird über das radial innere Lager 8 am Innenumfang des Hohl- wellenabschnittes 9 der ersten Rotorwelle 3 gelagert. ZF Friedrichshafen AG Akte 211795 Friedrichshafen 2022-03-29 Bei der beispielhaft dargestellten Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebsan- ordnung ist vorgesehen, dass das erste Antriebsritzel 2 der ersten Rotorwelle 3 mit einem Abtriebsritzel 11 einer ersten Abtriebswelle 12 in Eingriff steht und dass das zweite Antriebsritzel 4 der zweiten Rotorwelle 5 mit einem Abtriebsritzel 13 einer zweiten Abtriebswelle 14 in Eingriff steht. Auf diese Weise wird beispielhaft ein sepa- rater Antrieb der beiden Abtriebswelle 12,14 über die beiden elektrischen Maschinen EM 1, EM 2 realisiert. Hierbei bilden die Abtriebsritzel 11, 13 quasi eine Getriebeein- heit als Stirnradstufe zum Übertragen der Antriebsleistung von den Rotorwellen 3, 5 auf die zugeordneten Abtriebswellen 12, 14. Es sind jedoch auch andere Ausführun- gen, wie zum Beispiel ein gemeinsamer Antrieb einer Abtriebswelle, möglich.

ZF Friedrichshafen AG Akte 211795 Friedrichshafen 2022-03-29 Bezugszeichen 1 Fahrzeug bzw. Kraftfahrzeug 2 erstes Antriebsritzel 3 erste Rotorwelle 4 zweites Antriebsritzel 5 zweite Rotorwelle 6 gemeinsame radial verschachtelte Lagerung 7 radial äußeres Lager 8 radial inneres Lager 9 Hohlwellenabschnitt 10 Wellenabschnitt 11 Abtriebsritzel an der ersten Abtriebswelle 12 erste Abtriebswelle 13 Abtriebsritzel an der zweiten Abtriebswelle 14 zweite Abtriebswelle EM1 erste elektrische Maschine EM2 zweite elektrische Maschine