DE102023102942A1 - Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs. Erfindungsgemäß ist der Fahrzeugachse anstelle von herkömmlichen Fahrzeugradbremsen genau eine zentrale, als Fahrzeugradbremse wirkende Lamellenbremse (57) zugeordnet, mittels der eine Fahrzeugbremsung durchführbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Zur Steigerung der Effizienz und der Reichweite werden Bremsungen eines elektrifizierten Fahrzeugs durch einen Elektroantrieb im Generatorbetrieb (nachfolgend Rekuperationsbetriebsart genannt) durchgeführt, sofern gewisse Randbedingungen erfüllt sind.
• Eine gattungsgemäße Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse weist ein Achsdifferential auf, mittels dem eine 50/50-Verteilung durchführbar ist. Dessen Eingangsseite ist trieblich mit einer Elektromaschine verbunden, während dessen Ausgangsseiten auf, zu den beiden Fahrzeugrädern führenden Flanschwellen abtreiben.
• Im obigen Stand der Technik können während der Rekuperationsbetriebsart an den Fahrzeugrädern nicht unterschiedliche Bremsmomente eingestellt werden. Somit ist eine Bremsmomentenumverteilung während der Rekuperationsbetriebsart nicht verfügbar. Aus Sicherheitsgründen wird der Rekuperationsbereich eingeschränkt. Wird dieser Bereich verlassen, so wird die Rekuperation deaktiviert und das herkömmliche Fahrzeugbremssystem übernimmt. In diesem Fall wird im Stand der Technik eine Fahrdynamikregelung mittels des herkömmlichen Fahrzeugbremssystems durchgeführt, bei dem eine Steuereinheit die Fahrzeugradbremsen der Fahrzeugräder gezielt mit unterschiedlichen Bremsmomenten ansteuert, um das Fahrverhalten zu beeinflussen.
• Während der Durchführung der Bremsmomentenumverteilung erfolgt daher keine Rekuperation. Entsprechend ist die Rekuperationsleistung und damit der Verbrauch beziehungsweise die E-Reichweite aufgrund von Fahrsicherheitsaspekten begrenzt.
• Insbesondere Sportfahrzeuge weisen meist an der Fahrzeug-Hinterachse ein Torque-Vectoring-System auf. Dieses leitet Antriebsmoment am Differential vorbei direkt zu den Fahrzeugrädern. Dadurch lassen sich auf der jeweiligen Fahrzeugachse die Antriebsmomente frei verteilen. Ein solches Torque-Vectoring-System weist neben dem gewöhnlichen Antrieb mit Differential zusätzlich noch zwei Überlagerungsgetriebe, zwei kraftschlüssig geregelte Kupplungen, zwei Aktuatoren, eine Steuereinheit und gewöhnlich ein eigenes Hydrauliksystem auf.
• Aus der DE 10 2009 013 293 A1 ist ein Differentialgetriebe mit Torque-Vectoring-Funktionalität bekannt. Aus der DE 10 2015 112 924 A1 ist eine Vorrichtung zur Steuerung eines Differentials mit Durchrutschbeschränkung bekannt. Aus der DE 10 2018 133 223 A1 ist eine Fahrzeugachse mit elektrischen Antriebsmotoren bekannt.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs bereitzustellen, bei dem im Vergleich zum Stand der Technik die Rekuperationsleistung während des Fahrbetriebs erhöht ist und/oder Antriebsvorrichtung bauraumgünstig ausgebildet ist.
• Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
• Die Erfindung geht von einer Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs aus, das ein Achsdifferential aufweist. Dessen Eingangsseite ist trieblich mit einer Elektromaschine verbunden, während dessen Ausgangsseiten auf, zu den beiden Fahrzeugrädern führenden Flanschwellen abtreiben. Die Fahrzeugachse weist je Fahrzeugrad jeweils ein Überlagerungsgetriebe mit Lamellenkupplung auf. Mit Hilfe des Überlagerungsgetriebes ist die Elektromaschine unter Überbrückung des Achsdifferentials direkt mit der Fahrzeugrad-Flanschwelle verbindbar. Die gattungsgemäße Elektromaschine kann bei einer Fahrzeugbeschleunigung in einer Motorbetriebsart und bei einer Fahrzeugverzögerung in einer Rekuperationsbetriebsart betrieben werden.
• Erfindungsgemäß ist nicht nur eine Antriebsmomentenumverteilung, sondern zusätzlich während der Rekuperationsbetriebsart eine Bremsmomentenumverteilung zwischen den beiden Fahrzeugrädern durchführbar. Bei der Bremsmomentenumverteilung ist durch Ansteuerung der jeweiligen Lamellenkupplung ein zwischen dem Fahrzeugrad und der Elektromaschine verlaufender Bremsmomentpfad aufteilbar, und zwar in einen Differential-Bremsmomentpfad, der ein Differential-Bremsmoment vom Fahrzeugrad über das Achsdifferential zur Elektromaschine führt, und in einen Überlagerungs-Bremsmomentpfad, der ein Überlagerungs-Bremsmoment vom Fahrzeugrad vorbei am Achsdifferential über das Überlagerungsgetriebe zur Elektromaschine führt. Auf diese Weise sind in der Rekuperationsbetriebsart die Fahrzeugräder mit unterschiedlich großen Bremsmomenten beaufschlagbar, so dass die Fahrzeugräder unterschiedlich stark bremsen können.
• Bei einer Ausführung der Fahrzeugachse ohne Fahrzeugradbremsen ist es erforderlich, dass die Rekuperation immer und ausreichend funktioniert. Das heißt, dass auch bei vollständig geladener Batterie eine Vollbremsung oder eine Berg-Abfahrt sicher gewährleistet sein muss. Die Bremsfunktion unterliegt einer hohen Sicherheitseinstufung. Nach diesen Anforderungen muss der Antrieb entwickelt werden.
• Vor diesem Hintergrund ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 die Fahrzeugachse mit genau einer zentralen, als Fahrzeugradbremse wirkenden Lamellenbremse ausgestattet, mittels der auf beiden Fahrzeugseiten gleichmäßig eine Fahrzeugbremsung durchführbar ist. Mit Hilfe der zentralen Lamellenbremse können alternativ oder zusätzlich zur Lamellenkupplung Fahrzeugbremsungen durchgeführt werden. Wenn daher die Elektromaschine nicht oder nur teilweise in der Lage ist, zu rekuperieren, dann kann die Lamellenbremse die Bremsaufgabe zumindest teilweise oder vollständig übernehmen. Die Lamellenbremse kann zum Beispiel in Abhängigkeit des aktuellen Rekuperationsvermögens eine Fahrzeugbremsung bewirken.
• Bevorzugt kann bei einer gleichmäßigen Bremsung auf beiden Fahrzeugseiten aus Sicherheitsgründen der Bremseingriff primär von der zentralen Lamellenbremse übernommen werden. Demgegenüber ist es bei einer ungleichmäßigen Bremsung auf beiden Fahrzeugseiten bevorzugt, wenn die Lamellenkupplung primär den Bremseingriff übernimmt.
• In einer technischen Realisierung ist die Lamellenbremse aus einem Innenlamellenträger, einem Außenlamellenträger und einem zwischengeordneten Lamellenpaket aufgebaut. Die Elektromaschine kann mit seiner Rotorwelle mittelbar oder unmittelbar trieblich mit der Eingangsseite des Achsdifferentials verbunden sein. Gemäß einer ersten Ausführungsvariante kann die Lamellenbremse unmittelbar auf die Rotorwelle wirken. In diesem Fall kann der Innenlamellenträger drehfest an die Rotorwelle angebunden sein, während der Außenlamellenträger drehfest an einer Getriebegehäusewand angebunden ist.
• In einer konkreten Ausführungsform kann die Rotorwelle der Elektromaschine über eine Vorgelegestufe mit einer Zwischenwelle verbunden sein. Die Zwischenwelle kann achsparallel zur Rotorwelle ausgerichtet sein. Im Hinblick auf ein axial kurzbauendes Getriebegehäuse kann sich die Zwischenwelle einseitig von der Vorgelegestufe gegenläufig zur Rotorwelle zurück in Richtung Elektromaschinen-Stirnseite erstrecken. Die Elektromaschine kann im Quereinbau in der Fahrzeugachse verbaut sein, so dass die Rotorwelle der Elektromaschine achsparallel zu den Flanschwellen ausgerichtet ist. Im Hinblick auf eine platzsparende Positionierung ist es von Vorteil, wenn zwischen der Elektromaschinen-Stirnseite, der Vorgelegestufe sowie der Zwischenwelle und der Rotorwelle ein Bauraum bereitstellbar ist, in dem die Lamellenbremse bauraumgünstig positionierbar ist. Bevorzugt kann die Vorgelegestufe als eine axial kurzbauende Vorgelege-Stirnradstufe realisiert sein, die aus einem an der Rotorwelle angeordneten Festzahnrad und einem damit kämmenden Eingangszahnrad aufgebaut ist, das am Differentialgehäuse des Achsdifferentials drehfest angebunden ist.
• In einer zweiten Ausführungsvariante kann die Lamellenbremse unmittelbar auf das Differentialgehäuse des Achsdifferentials einwirken. In diesem Fall kann der Innenlamellenträger drehfest am Differentialgehäuse angebunden sein, während der Außenlamellenträger drehfest an einer Getriebegehäusewand angebunden ist.
• Durch Bereitstellung der Lamellenbremse kann auf den Einsatz herkömmlicher Fahrzeugradbremsen verzichtet werden, die jeweils aus einer auf der Fahrzeugrad-Antriebswelle positionierten Bremsscheibe mit damit zusammenwirkendem Bremssattel ausgebildet ist. Dadurch kann ein Bremsenabrieb vermieden werden, der ansonsten bei herkömmlichen Fahrzeugbremsen in die Umwelt emittiert wird.
• Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
• Es zeigen:
• 1 bis 5 unterschiedliche Darstellung einer Fahrzeugachse mit integrierter zentraler Lamellenbremse.
• In der 1 ist eine elektrifizierte Fahrzeugachse, insbesondere Hinterachse, mit einem Antriebsaggregat 1, bestehend aus einer Elektromaschine EM und einem Getriebe 3 gezeigt. Die Elektromaschine EM ist mit einer Hochvoltbatterie 2 in Verbindung. Wie aus der 1 weiter hervorgeht, sind bei der Fahrzeugachse herkömmliche Fahrzeugradbremsen weggelassen. Anstelle solcher herkömmlicher Fahrzeugradbremsen weist die Fahrzeugachse eine später beschriebene zentrale Lamellenbremse 57 sowie Lamellenkupplungen 33 auf. Die zentrale Lamellenbremse 57 bewirkt alternativ oder zusätzlich zu den Lamellenkupplungen 33 eine Fahrzeugbremsung. Die Fahrzeugachse weist ein Antriebsaggregat 1 aus einer Elektromaschine EM und einem Getriebe 3 auf, über das die Elektromaschine EM auf die Hinterräder HR, HL abtreibt. Die Elektromaschine EM ist über ihre Rotorwelle 5 unter Zwischenschaltung einer Vorgelegestufe 7 mit der Eingangsseite 8 eines Achsdifferentials 9 verbunden. Dessen Ausgangsseiten sind in trieblicher Verbindung mit den Fahrzeug-Hinterrädern HR, HL. In der 1 ist die Elektromaschine EM in Quereinbau in der Fahrzeugachse verbaut. Entsprechend sind die Rotorwelle 5 und die Flanschwellen 27 zueinander achsparallel, die von den Ausgangsseiten des Achsdifferentials 3 zu den Fahrzeug-Hinterrädern HL, HR führen. Ebenso sind die in der Fahrzeugachse verbauten Lamellenkupplungen 33 sowie die Lamellenbremse 57 zueinander achsparallel in der Fahrzeugquerrichtung y ausgerichtet.
• Die Fahrzeugachse weist in Fahrzeugquerrichtung y betrachtet an jeder Fahrzeugseite ein Überlagerungsgetriebe 11 auf, mittels dem die Elektromaschine EM unter Überbrückung des Achsdifferentials 9 direkt mit einer der Flanschwellen 27 verbindbar ist. Mit Hilfe der beiden Überlagerungsgetriebe 11 kann daher die Elektromaschine EM über die gestrichelt angedeuteten Lastpfade L1, L2 unter Überbrückung des Achsdifferentials 9 direkt auf die Fahrzeugräder HR, HL abtreiben.
• In der 2 ist eine konkrete Getriebestruktur des Getriebes 3 der Fahrzeugachse dargestellt. Demzufolge besteht die Vorgelegestufe 7 aus zwei Stirnradstufen 19, 20. Die Rotorwelle 5 der Elektromaschine EM ist über eine erste Stirnradstufe 19 mit einer Zwischenwelle 13 verbunden. Die erste Stirnradstufe 19 ist aus einem auf der Rotorwelle 5 angeordneten Festzahnrad 15 und einem damit kämmenden, auf der Zwischenwelle 13 angeordneten Festzahnrad 17 aufgebaut. Die Zwischenwelle 13 ist über eine zweite Stirnradstufe 20 mit der Eingangsseite 8 des Achsdifferentials 9 verbunden. Die zweite Stirnradstufe 20 ist aus einem auf der Zwischenwelle 13 angeordneten Festzahnrad 21 und einem eingangsseitigen Achsdifferential-Zahnrad 23 aufgebaut. Das Achsdifferential-Zahnrad 23 ist drehfest an einem drehenden Differentialgehäuse 25 angebunden. Gemäß der 2 treibt das Achsdifferential 9 in der Fahrzeugquerrichtung y in einer 50/50-Verteilung beidseitig auf die beiden zu den Fahrzeugrädern HL, HR führenden Flanschwellen 27 ab.
• Die beiden Überlagerungsgetriebe 11 sind mit Bezug auf eine Fahrzeugmittellängsebene, die durch das Achsdifferential 9 geht, spiegelbildlich ausgeführt. So weist jedes der beiden Überlagerungsgetriebe 11 eine Übersetzungsstufe 28 auf, die nach Art eines Planetengetriebes (jedoch ohne Außen-Hohlrad) ausgeführt ist, das ein in der Fahrzeugquerrichtung y betrachtet fahrzeugäußeres Sonnenrad 47, das drehfest auf der Flanschwelle 27 sitzt, und ein fahrzeuginneres Sonnenrad 29 aufweist, das als Loszahnrad drehbar auf der Flanschwelle 27 angeordnet ist. Das fahrzeuginnere Sonnenrad 29 ist in Zahneingriff mit fahrzeuginneren Planetenrädern 41, von denen jedes drehfest auf einer Trägerwelle 43 angeordnet ist. Jede Trägerwelle 43 weist ein fahrzeugäußeres Planetenrad 45 auf, das mit dem fahrzeugäußeren Sonnenrad 47 kämmt. Das fahrzeuginnere Sonnenrad 29, das fahrzeugäußere Sonnenrad 47 sowie die Planetenräder 41, 45 weisen die in den 3 und 4 angedeuteten Zähnezahlen z₁ bis z₄ auf.
• Das fahrzeuginnere Sonnenrad 29 (das heißt das Loszahnrad) sitzt zusammen mit einem Innenlamellenträger 31 einer Lamellenkupplung 33 auf einer Hohlwelle, durch die die Flanschwelle 27 führt. Der Innenlamellenträger 31 wirkt über ein Lamellenpaket mit einem Außenlamellenträger 39 zusammen, der drehfest am Differentialgehäuse 25 angebunden ist. Das zwischen dem Außenlamellenträger 39 und dem Innenlamellenträger 31 befindliche Lamellenpaket kann über einen nicht gezeigten Ringkolben druckbeaufschlagt werden, der mittels eines Hydraulikzylinders um einen horizontalen Hubweg verstellbar ist, um die Lamellenkupplung 33 bis zu einem vorgegebenen Kupplungsgrad zu betätigen. Die Lamellenkupplung 33 ist lastschaltbar sowie mit Schlupf steuerbar.
• Ein Kern der Erfindung besteht in der in Fahrzeugquerrichtung y axial kurzbauenden Geometrie des Getriebes 3. Demnach ist die Vorgelegestufe 7 aus den zwei axial kurzbauenden Stirnradstufen 19, 20 ausgebildet. Die Zwischenwelle 31 erstreckt sich in der 2 in Fahrzeugquerrichtung y einseitig von der Vorgelege-Stirnradstufe 19 - gegenläufig zur Rotorwelle 5 - in Richtung Elektromaschinen-Stirnseite 51, und zwar unter Bildung eines Bauraums 53, der axial zwischen der Elektromaschinen-Stirnseite 51 und der Vorgelege-Stirnradstufe 19 begrenzt ist und in Radialrichtung zwischen der Zwischenwelle 13 und einer äußeren Getriebegehäusewand 55 begrenzt ist. In dem Bauraum 53 ist eine Lamellenbremse 57 positioniert, die aus einem Innenlamellenträger 59 sowie einem Außenlamellenträger 61 mit zwischengeordnetem Lamellenpaket aufgebaut ist. Der Innenlamellenträger 59 ist drehfest auf der Rotorwelle 5 angeordnet, während der Außenlamellenträger 61 drehfest an der Getriebegehäusewand 55 angebunden ist.
• In der 3 ist die Fahrzeugachse in einer Betriebssituation im Antriebsmodus bei Geradeausfahrt gezeigt, in der eine Momentenanforderung vorliegt, bei der das am rechten Fahrzeugrad HR abgesetzte Antriebsmoment M_R größer bemessen ist als das am linken Fahrzeugrad HL abgesetzte Antriebsmoment M_L.
• Um diese Momentenanforderung zu erfüllen, wird in der 3 von der Elektromaschine EM über die Vorgelegestufe 7 ein Gesamt-Antriebsmoment M_an in das Eingangszahnrad 23 des Achsdifferentials 9 eingeleitet. In der in der 3 angedeuteten Betriebssituation ist die rechte Lamellenkupplung 33 bis zu einem Kupplungsgrad geschlossen, der Schlupf zulässt. Die linke Lamellenkupplung 33 ist dagegen vollständig geöffnet. Dadurch wird das Gesamt-Antriebsmoment M_an am Eingangszahnrad 23 aufgeteilt in ein zum Achsdifferential 9 führendes Differenzmoment M_D und in ein Überlagerungsmoment Mu, das über die rechte Lamellenkupplung 33 sowie die rechte Übersetzungsstufe 28 zur rechten Flanschwelle 27 geleitet wird. Um einen Antriebsmomentenfluss über die rechte Lamellenkupplung 33 bis zum rechten Fahrzeugrad HR zu gewährleisten, ist es von Relevanz, dass zwischen dem Eingangszahnrad 23 des Achsdifferentials 9 und dem Innenlamellenträger 31 eine Drehzahldifferenz vorliegt, bei der die Drehzahl n_D des Eingangszahnrads 23 größer bemessen ist als die Drehzahl n_IR des Innenlamellenträgers 31. Ebenso ist es von Relevanz, dass die Drehzahl n_IR des Innenlamellenträgers 31 größer bemessen ist als die Drehzahl n_R des rechten Fahrzeugrads HR. Dies wird beispielhaft unter den in der 3 gezeigten Bedingungen erzielt, nämlich $${\text{z}}_2>{\text{z}}_3$$

  

  $${\text{z}}_4>{\text{z}}_1$$

  

  $${\text{n}}_{\text{L}}={\text{n}}_{\text{R}}={\text{n}}_{\text{D}}$$

  

  $${\text{n}}_{\text{iR}}={\text{n}}_{\text{R}}\cdot \left({\text{z}}_1\cdot {\text{z}}_3\right)/\left({\text{z}}_2\cdot {\text{z}}_4\right)$$

  

  $${\text{n}}_{\text{iR}}<{\text{n}}_{\text{D}}.$$

  
• Das in der 3 vom Eingangszahnrad 23 zum Differentialgehäuse 25 geführte Differenzmoment M_D wird im Achsdifferential 9 in einer 50/50-Verteilung auf die beiden Flanschwellen 27 aufgeteilt. Entsprechend wird ein Teilmoment M_DL über die linke Flanschwelle 27 zum linken Fahrzeugrad HL geführt, während ein gleich großes Teilmoment M_DR über die rechte Flanschwelle 27 zum rechten Fahrzeugrad HR geführt wird. Am fahrzeugäußeren Sonnenrad 47 erfolgt eine Momentenaddition, bei der das Teilmoment M_DR und das Überlagerungsmoment Mu zu einem Antriebsmoment M_R aufaddiert werden, das am rechten Fahrzeugrad HR abgesetzt wird.
• In der 4 ist eine Betriebssituation bei Geradeausfahrt im Bremsmodus sowie mit einer Fahrdynamikregelung gezeigt, in der eine Bremsmomentenanforderung vorliegt, bei der das am rechten Fahrzeugrad HR abgesetzte Bremsmoment M_R größer bemessen ist als das am linken Fahrzeugrad HL abgesetzte Bremsmoment M_L.
• Um diese Bremsmomentenanforderung zu erfüllen, ist in der 4 die linke Lamellenkupplung 33 bis zu einem Kupplungsgrad geschlossen, der Schlupf zulässt. Die rechte Lamellenkupplung 33 bleibt dagegen vollständig geöffnet. Auf diese Weise wird folgendes erreicht: Das am rechten Fahrzeugrad HR absetzbare Bremsmoment M_R wird vollständig in das Achsdifferential 9 eingeleitet (das heißt bis zum Achskegelrad 67 der rechten Flanschwelle 27). Zudem bildet sich die Teillastpfade L1, L2: Im Teilastpfad L1 ist das Differentialgehäuse 25, die linke Lamellenkupplung 33 sowie die linke Übersetzungsstufe 28 eingebunden sind. Über den Teillastpfad L1 wird ein Überlagerungsmoment Mu bis zum fahrzeugäußeren Sonnenrad 47 der linken Übersetzungsstufe 28 geführt. Dort erfolgt eine Momentenaddition, in der das vom linken Fahrzeugrad HL abgesetzte Bremsmoment M_L mit dem Überlagerungsmoment Mu zu einem Summenmoment Ms aufaddiert werden, das in das Achsdifferential 9 (das heißt bis zum Achskegelrad 65 der linken Flanschwelle 27) geführt wird. Über den Teillastpfad L2 wird ein Bremsmoment M_Br zur Elektromaschine EM geleitet und dort rekuperiert.
• Das von der linken Flanschwelle 27 in das Achsdifferential 3 geführte Summenmoment Ms und das von der rechten Flanschwelle 27 in das Achsdifferential 3 geführte rechte Bremsmoment M_R sind aufgrund der 50/50-Verteilung im Achsdifferential 9 gleich groß. Entsprechend ist das auf der rechten Fahrzeugseite abgesetzte Bremsmoment M_R um das an der linken Lamellenkupplung 33 erzeugte Überlagerungsmoment Mu größer bemessen als das auf der linken Fahrzeugseite abgesetzte Bremsmoment M_L.
• Um im Lastpfad L1 einen Momentenfluss von dem Differentialgehäuse 25 über die linke Lamellenkupplung 33 sowie die linke Übersetzungsstufe 28 bis zur linken Flanschwelle 27 zu gewährleisten, ist es von Relevanz, dass zwischen dem Differentialgehäuse 25 und dem Innenlamellenträger 31 eine Drehzahldifferenz vorliegt, bei der die Drehzahl n_D des Differentialgehäuses 25 größer bemessen ist als die Drehzahl n_IL des Innenlamellenträgers 31. Ebenso ist es von Relevanz, dass die Drehzahl n_IL des Innenlamellenträgers 31 größer bemessen ist als die Drehzahl n_L der linken Flanschwelle 27. Dies wird beispielhaft unter den in der 4 gezeigten Bedingungen erzielt, nämlich $${\text{z}}_2>{\text{z}}_3$$

  

  $${\text{z}}_4>{\text{z}}_1$$

  

  $${\text{n}}_{\text{L}}={\text{n}}_{\text{R}}={\text{n}}_{\text{D}}$$

  

  $${\text{n}}_{\text{iL}}={\text{n}}_{\text{R}}\cdot \left({\text{z}}_1\cdot {\text{z}}_3\right)/\left({\text{z}}_2\cdot {\text{z}}_4\right)$$

  

  $${\text{n}}_{\text{iR}}<{\text{n}}_{\text{D}}.$$

  
• In der 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer der 2 entsprechenden Ansicht gezeigt. Im Unterschied zur 2 wirkt in der 5 die Lamellenbremse 57 unmittelbar auf das Differentialgehäuse 25 des Achsdifferentials 9. Der Innenlamellenträger 59 der Lamellenbremse 57 ist in der 5 drehfest am Differentialgehäuse 25 angebunden, während der Außenlamellenträger 61 drehfest an einer Getriebegehäusewand 55 angebunden ist. Ansonsten ist der weitere Getriebeaufbau sowie die mit dem Getriebe 3 erzielte Funktion identisch wie anhand der 2, 3 und 4 beschrieben.
• BEZUGSZEICHENLISTE:

1

Antriebsaggregat

3

Getriebe

5

Rotorwelle

7

Vorgelegestufe

8

Eingangsseite

9

Achsdifferential

11

Überlagerungsgetriebe

13

Zwischenwelle

15, 17

Festzahnräder

19, 20

Stirnradstufe

21

Festzahnrad

23

Eingangszahnrad

25

Differentialgehäuse

27

Flanschwellen

31

Innenlamellenträger

33

Lamellenkupplung

39

Außenlamellenträger

41

fahrzeuginnere Planetenräder

29

fahrzeuginneres Sonnenrad

43

Tragwelle

45

fahrzeugäußere Planetenräder

47

fahrzeugäußeres Sonnenrad

51

Elektromaschinen-Stirnseite

53

Bauraum

55

Getriebegehäusewand

57

Lamellenbremse

59

Innenlamellenträger

61

Außenlamellenträger

65

linkes Achskegelrad

67

linkes Achskegelrad

nL, nR

Fahrzeugrad-Drehzahlen

nD

Drehzahl des Differentialgehäuses

niR, niL

Drehzahl des Innenlamellenträgers 31 der Lamellenkupplung

Man

Gesamt-Antriebsmoment

MR

am rechten Fahrzeugrad absetzbares Abtriebsmoment/Bremsmoment

ML

am linken Fahrzeugrad absetzbares Abtriebsmoment/Bremsmoment

MD

Differentialmoment

MU

Überlagerungsmoment

MDL, MDR

Teilmomente

MS

Summenmoment

z1 bis z4

Zähnezahl

• 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 102009013293 A1 [0007]
• DE 102015112924 A1 [0007]
• DE 102018133223 A1 [0007]

Claims (10)

1. Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs, das ein Achsdifferential (9) aufweist, dessen Eingangsseite (8) trieblich mit einer Elektromaschine (EM) verbunden ist und dessen Ausgangsseiten auf zu den beiden Fahrzeugrädern (HL, HR) führenden Flanschwellen (27) abtreiben, wobei jeder Flanschwelle (27) ein Überlagerungsgetriebe (11) zugeordnet ist, mittels dem die Elektromaschine (EM) unter Überbrückung des Achsdifferentials (9) direkt mit der Flanschwelle (27) verbindbar ist, wobei die Übertragungsgetriebe (11) von einer Steuereinheit ansteuerbar sind für eine Momentenumverteilung zwischen den Fahrzeugrädern (HL, HR), insbesondere Bremsmomentenumverteilung während des Rekuperationsbetriebes der Elektromaschine (EM), dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugachse genau eine zentrale, als Fahrzeugradbremse wirkende Lamellenbremse (57) zugeordnet ist, mittels der eine Fahrzeugbremsung durchführbar ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenbremse (57) aus einem Innenlamellenträger (59), einem Außenlamellenträger (61) und einem zwischengeordneten Lamellenpaket aufgebaut ist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (EM) mit seiner Rotorwelle (5) mittelbar oder unmittelbar trieblich mit der Eingangsseite (8) des Achsdifferentials (9) verbunden ist, und dass insbesondere die Lamellenbremse (57) unmittelbar auf die Rotorwelle (5) wirkt.
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (59) drehfest an die Rotorwelle (5) angebunden ist, während der Außenlamellenträger (61) drehfest an einer Getriebegehäusewand (55) angebunden ist.
5. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (5) über eine Vorgelegestufe (7), insbesondere Vorgelege-Stirnradstufe, mit einer Zwischenwelle (13) verbunden ist, dass die Zwischenwelle (13) achsparallel zur Rotorwelle (5) ausgerichtet ist, und/oder dass sich die Zwischenwelle (13) einseitig von der Vorgelegestufe (7) in Richtung Elektromaschinen-Stirnseite (51) erstreckt, und zwar insbesondere unter Bildung eines Lamellenbremsen-Bauraums (53) zwischen der Elektromaschinen-Stirnseite (51), der Vorgelegestufe (7) sowie der Zwischenwelle (13) und der Rotorwelle (5).
6. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (EM) im Quereinbau in der Fahrzeugachse verbaut ist, so dass die Rotorwelle (5) achsparallel zu den Flanschwellen (27) ausgerichtet ist.
7. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsseite (8) des Achsdifferentials (9) ein Eingangszahnrad (23) aufweist, das drehfest mit einem Differentialgehäuse (25) verbunden ist, und dass insbesondere die Zwischenwelle (13) über eine Stirnradstufe (20) mit dem Differentialgehäuse (25) trieblich verbunden ist, die bevorzugt aus einem an der Zwischenwelle (13) ausgebildeten Festzahnrad (21) und dem damit kämmenden Eingangszahnrad (23) des Differentialgehäuses (25) besteht.
8. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenbremse (57) unmittelbar auf das Differentialgehäuse (25) des Achsdifferentials (9) wirkt.
9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (59) drehfest am Differentialgehäuse (25) angebunden ist und der Außenlamellenträger (61) drehfest an einer Getriebegehäusewand (55) angebunden ist.
10. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenbremse (57) als Ersatz für herkömmliche Fahrzeugradbremsen an der Fahrzeugachse dient.

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