Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb für ein Fahrzeug mit zumindest einer elektrischen Maschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher defi nierten Art. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit dem elektrischen Antrieb.

Beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2010031 746 B4 ist eine Antriebseinheit mit ei nem Elektromotor und mit einem Abtriebsdifferential für zwei Abtriebswellen sowie mit einem im Leistungsfluss zwischen dem Elektromotor und dem Abtriebsdifferential angeordneten Planetengetriebe bekannt. Die Antriebswelle des Elektromotors und das Planetengetriebe sowie die Abtriebswelle sind koaxial zueinander angeordnet. Die Antriebseinheit umfasst mehrere Schaltelemente zum Realisieren einer ersten Gangstufe und einer zweiten Gang stufe. Zum Realisieren der Mehrgängigkeit sind zusätzliche Bauteile erforderlich, die auch zusätzlichen Bauraum benötigen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen elektrischen Antrieb der ein gangs beschriebenen Gattung sowie ein Fahrzeug mit dem Antrieb vorzuschlagen, welche einen möglichst geringen Bauraumbedarf benötigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bezie hungsweise 15 gelöst, wobei sich vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.

Somit wird ein elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug mit zumindest einer elektrischen Ma schine mit einer angetriebenen Rotorwelle vorgeschlagen, die mit zumindest einem Plane tengetriebe gekoppelt ist. Das Planetengetriebe ist mit einem Abtriebsdifferential zum Antrieb von zumindest zwei Abtriebswellen gekoppelt, wobei zumindest zum Realisieren einer ersten Gangstufe ein erstes Schaltelement und zum Realisieren einer zweiten Gangstufe ein zwei tes Schaltelement vorgesehen sind. Die Rotorwelle und das Planetengetriebe sowie die Ab triebswellen sind koaxial zueinander angeordnet. Um den Bauraumbedarf bei dem vorge schlagenen elektrischen Antrieb zu minimieren, ist vorgesehen, dass die Rotorwelle zumin dest mit den Schaltelementen radial verschachtelt angeordnet ist.

Auf diese Weise wird der Raum radial innerhalb des Rotors optimal ausgenutzt, um zumin dest die Schaltelemente unterzubringen. Demzufolge werden zumindest die Schaltelemente in die Rotorwelle der elektrischen Maschine integriert, indem zumindest das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement radial innerhalb der Rotorwelle der elektrischen Maschine angeordnet sind.

Eine weitere deutliche Reduzierung des Bauraumbedarfes kann dadurch realisiert werden, dass zudem die Rotorwelle mit dem Planetengetriebe radial verschachtelt angeordnet ist, in dem das Planetengetriebe radial innerhalb der Rotorwelle der elektrischen Maschine ange ordnet ist. Durch die Integration weiterer Bauteile, nämlich der Bauteile des Planetenradsat zes innerhalb der Rotorwelle, wird eine besonders kompakte Bauweise bei dem vorgeschla genen elektrischen Antrieb realisiert.

Im Rahmen einer Weiterbildung des vorgeschlagenen elektrischen Antriebes kann vorgese hen sein, dass die vorgesehenen Schaltelemente als reibschlüssige Schaltelemente, nämlich zum Beispiel als Lamellenbremse und als Lamellenkupplung ausgeführt sind. Es ist jedoch möglich, dass zur Reduzierung des Schleppmomentes auch formschlüssige Schaltelemente eingesetzt werden.

Bei der Verwendung von Reibschaltelementen wird im Rahmen einer besonders vorteilhaf ten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass ein Innenlamellenträger des ersten Schaltelements, ein Innenlamellenträger des zweiten Schaltelements und ein Sonnenrad des Planetengetriebes als ein gemeinsames hohlwellenartiges Bauteil ausgeführt ist. Dieses hohlwellenförmige Bauteil wird in bauraumsparender Weise radial innerhalb der Rotorwelle untergebracht.

Mit besonderem Vorteil kann bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass Außen lamellen des ersten Schaltelements mit einem Gehäuse verbunden sind, wobei die Außenla mellen des ersten Schaltelements bevorzugt direkt an einem Gehäusedeckel des Gehäuses befestigt sind. Auf diese Weise kann ein ansonsten erforderlicher Außenlamellenträger bei dem ersten Schaltelement eingespart werden.

Eine weitere besonders bauraumsparende Bauweise kann im Rahmen einer nächsten Wei terbildung der Erfindung dadurch realisiert werden, dass Außenlamellen des zweiten Schalt elements über eine Steckverzahnung an der Rotorwelle befestigt werden. Auf diese Weise wird ein zusätzlicher Außenlamellenträger für das zweite Schaltelement eingespart und da mit der Bauraumbedarf reduziert.

Eine weitere Bauraumreduzierung kann bei der vorgeschlagenen Erfindung dadurch reali siert werden, dass die Rotorwelle eine Laufverzahnung als Hohlradverzahnung des Planetengetriebes aufweist. Auf diese Weise kann auf ein zusätzliches Bauteil, nämlich dem Hohlrad verzichtet werden, da die Hohlradverzahnung in die Rotorwelle integriert wird.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung beansprucht ein Fahrzeug mit dem vorbe schriebenen elektrischen Antrieb. Besonders vorteilhaft ist die Ausführung eines Achsan- triebs als elektrischer Antrieb bei einem Kraftfahrzeug.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung weiter erläutert. Die ein zige Figur der Erfindung zeigt eine mögliche Ausführungsvariante eines elektrischen Antrie bes für ein Fahrzeug beziehungsweise an einem Fahrzeug.

Der vorgeschlagene elektrische Antrieb umfasst eine elektrische Maschine EM mit einer an getriebenen Rotorwelle 1 als Antriebswelle, die mit zumindest einem Planetengetriebe PG gekoppelt ist. Das Planetengetriebe PG ist mit einem Abtriebsdifferential 2 zum Antrieb von zumindest zwei Abtriebswellen 3, 4 gekoppelt. Als Abtriebsdifferential können verschiedene Ausführungen, wie zum Beispiel ein Stirnraddifferential, ein Kegelraddifferential oder derglei chen vorgesehen werden.

Zum Realisieren einer ersten Gangstufe ist ein erstes Schaltelement B1 und zum Realisieren einer zweiten Gangstufe ist ein zweites Schaltelement K2 vorgesehen. Die Rotorwelle 1 und das Planetengetriebe PG sowie die Abtriebswellen 3, 4 sind koaxial zueinander angeordnet. Dies bedeutet, dass diese einer gemeinsamen zentralen Rotationsachse zugeordnet sind, die gleichzeitig die Drehachse beziehungsweise Rotationsachse der Abtriebswellen 3, 4 ist.

Um eine möglichst bauraumsparende Anordnung zu realisieren, ist bei dem elektrischen An trieb vorgesehen, dass zumindest das erste Schaltelement B1 und das zweite Schaltelement K2 radial innerhalb der Rotorwelle 1 der elektrischen Maschine EM angeordnet sind.

Ferner ist bei der beispielhaft dargestellten Ausführungsvariante eine weitere bauraumspa rende Anordnung vorgesehen, indem das Planetengetriebe PG beziehungsweise die rotie renden Bauteile des Planetengetriebes PG radial innerhalb der Rotorwelle 1 der elektrischen Maschine EM angeordnet sind.

Bei der gezeigten Ausführungsvariante des elektrischen Antriebes ist vorgesehen, dass das erste Schaltelement B1 als Lamellenbremse und das zweite Schaltelement K2 als Lamellen kupplung ausgeführt sind. Ferner ist bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Antrieb vorgesehen, dass Außenlamel len 5 des ersten Schaltelements B1 mit einem Gehäuse 6 verbunden sind. Ferner ist ein In nenlamellenträger 7 des ersten Schaltelements B1 mit einem Innenlamellenträger 8 des zweiten Schaltelements K2 und mit einem Sonnenrad SR des Planetengetriebes PG verbun den.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Außenlamellen 5 des ersten Schaltelements B1 an ei nem Gehäusedeckel 9 des Gehäuses 6 befestigt und somit in diesen integriert sind. Auf diese Weise können Bauteile eingespart werden. Ferner ergibt sich der Vorteil, dass dadurch auch Bauraum eingespart wird und eine Aktuierung des ersten Schaltelements B1 beispiels weise über eine Hydraulik oder auch eine Elektromechanik erfolgen kann, welche an dem Gehäusedeckel 9 vorgesehen ist.

Um weitere Bauteile bei dem vorgeschlagenen elektrischen Antrieb einzusparen, ist ein Au ßenlamellenträger des zweiten Schaltelements K2 in die Motorwelle integriert, indem Außen lamellen 10 des zweiten Schaltelements K2 direkt mit der Rotorwelle 1 verbunden sind. Bei spielsweise können hierzu die Außenlamellen 10 über eine Steckverzahnung 11 an der Ro torwelle 1 befestigt sein.

Der Innenlamellenträger 7 des ersten Schaltelements B1 , der Innenlamellenträger 8 des zweiten Schaltelements K2 und das Sonnenrad SR des Planetengetriebes PG sind als ein gemeinsames hohlwellenförmiges Bauteil ausgeführt. Dieses gemeinsame Bauteil wird radial innerhalb der Rotorwelle 1 angeordnet.

Ferner ist ein Hohlrad HR des Planetengetriebes PG zum Antrieb mit der Rotorwelle 1 ver bunden und ein Planetenradträger PT des Planetengetriebes PG ist zum Abtrieb mit dem Abtriebsdifferential 2 gekoppelt. Das Hohlrad HR des Planetengetriebes PG kann beispiels weise über eine Steckverzahnung 11 an der Rotorwelle 1 befestigt werden. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Rotorwelle 1 eine Laufverzahnung als Hohlradverzahnung aufweist. Somit kann die Laufverzahnung für den Radsatz direkt in die Rotorwelle 1 integriert und folg lich ein separates Hohlrad HR eingespart werden.

Ferner ist vorgesehen, dass eine Parksperre 12 zum Blockieren und Freigeben des Abtriebs mit dem Planetenradträger PT des Planetengetriebes PG gekoppelt ist. Demzufolge kann die Parksperre 12 axial zwischen dem Abtriebsdifferential 2 und der elektrischen Maschine EM angeordnet werden und bauraumneutral in den vorgeschlagenen elektrischen Antrieb inte griert werden. Bei dem vorgeschlagenen elektrischen Antrieb für ein Kraftfahrzeug, der beispielsweise als Achsantrieb ausgebildet ist, können durch die radial innerhalb der Rotorwelle 1 angeordne ten Schaltelemente B1 , K2 sowie dem Planetengetriebe PG ein besonders bauraumsparen der Antrieb realisiert werden.

Zusammenfassend wird ein elektrischer Antrieb vorgeschlagen, bei dem der Planetenradsatz beziehungsweise das Planetengetriebe PG und die Schaltelemente B1 und K2 in die Rotor welle 1 integriert sind. Hierzu werden die Magnete der Rotorwelle 1 so angeordnet, dass die Magnetfeldlinien nur geringfügig radial nach innen geführt werden. Dadurch ergibt sich eine radial geschachtelte Anordnung von Rotorwelle 1 und Planetengetriebe PG sowie den Schaltelementen B1 und K2.

Das Planetengetriebe PG ermöglicht eine Mehrgängigkeit, wobei die Rotorwelle 1 mit dem Hohlrad HR des Planetengetriebes PG den Antrieb und der Planetenradträger PT bezie hungsweise der Steg des Planetengetriebes PG den Abtrieb bilden. Für den ersten Gang be ziehungsweise die erste Gangstufe wird das Sonnenrad SR des Planetengetriebes PG über das Gehäuse 6 abgebremst beziehungsweise verblockt, indem das erste Schaltelement B1 geschlossen wird und sich eine Übersetzung i=1 -io ergibt. Zum Schalten des zweiten Ganges beziehungsweise der zweiten Gangstufe wird das Planetengetriebe PG verblockt, indem das Hohlrad HR mit dem Sonnenrad SR des Planetengetriebes PG über das geschlossene zweite Schaltelement K2 verbunden wird. Damit hat das Planetengetriebe PG die Überset zung i = 1.

Bezuqszeichen

1 Rotorwelle bzw. Antriebswelle

2 Abtriebsdifferential

3 Abtriebswelle

4 Abtriebswelle

5 Außenlamellen des ersten Schaltelements

6 Gehäuse

7 Innenlamellenträger des ersten Schaltelements

8 Innenlamellenträger des zweites Schaltelements

9 Gehäusedeckel

10 Außenlamellen des zweiten Schaltelements

11 Steckverzahnung

12 Parksperre

EM elektrische Maschine

PG Planetengetriebe

B1 erstes Schaltelement

K2 zweites Schaltelement

SR Sonnenrad des Planetengetriebes

HR Hohlrad des Planetengetriebes

PT Planetenradträger