WO2020164715A1

WO2020164715A1 - Antriebsanordnung mit elektrischem antrieb und getriebe

Info

Publication number: WO2020164715A1
Application number: PCT/EP2019/053703
Authority: WO
Inventors: Mark Schmidt; Nikolaus Mayr; Sigmund Senoner; Ralf Mertens; Patrick HILBER
Original assignee: GKN Automotive Ltd
Current assignee: GKN Automotive Ltd
Priority date: 2019-02-14
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2020-08-20
Anticipated expiration: 2021-08-14
Also published as: CN113412572B; EP3925059A1; JP2022520619A; JP7267440B2; CN113412572A; US20220099171A1; US12289032B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung (1), zumindest umfassend einen elektrischen Antrieb (2) mit einer Antriebswelle (3) sowie ein Getriebe (4) mit zumindest einer Eingangswelle (5), wobei eine Antriebsleistung des elektrischen Antriebs (2) über die Antriebswelle (3) auf die Eingangswelle (5) und von der Eingangswelle (5) in das Getriebe (4) übertragbar ist, wobei die Antriebswelle (3) und die Eingangswelle (5) koaxial zueinander angeordnet und über eine zumindest in einer Umfangsrichtung (6) formschlüssige Verzahnung (7) miteinander verbunden sind, wobei die Antriebswelle (3) und die Eingangswelle (5) zumindest gegenüber einer axialen Richtung (8) zumindest über eine, zwischen jeweils einer zu einer Drehachse (9) parallelen Innenumfangsfläche (10) und Außenumfangsfläche (11) gebildeten, Presspassung (12) zumindest kraftschlüssig verbunden sind oder über ein Verbindungselement (13) eine formschlüssige Verbindung (14) miteinander ausbilden.

Description

Antriebsanordnung mit elektrischem Antrieb und Getriebe

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung, zumindest umfassend einen elektrischen Antrieb mit einer Antriebswelle sowie ein Getriebe mit zumin dest einer Eingangswelle, wobei eine Antriebsleistung des elektrischen Antriebs über die Antriebswelle auf die Eingangswelle und von der Eingangswelle in das Getriebe übertragbar ist. Bevorzugt kann die Antriebsanordnung in einem Kraft fahrzeug angeordnet werden, das z. B. rein elektrisch durch eine elektrische Ma schine als Motor betrieben wird (BEV-battery electric vehicle). Die Antriebsan ordnung dient der Erzeugung und Übertragung eines (Antriebs-)Drehmoments eines (elektrischen) Antriebs auf die Eingangswelle des Getriebes. Über die An triebsanordnung wird zumindest ein Rad eines Kraftfahrzeugs angetrieben.

Es sind Antriebsanordnungen bekannt, bei denen sich eine Antriebswelle eines Antriebs durch ein Getriebe hindurch erstreckt. Eine Eingangswelle der Getriebe anordnung ist dabei auf der Antriebswelle koaxial angeordnet und drehfest mit dieser verbunden.

Bei dieser bekannten Ausgestaltung einer Antriebsanordnung werden zunächst Motor und Getriebe zusammengebaut und erst danach die Funktionalität des Ge triebes überprüft. Eine von dem Motor unabhängige Funktionsprüfung des Getrie bes ist damit nicht möglich, da die Eingangswelle des Getriebes nur auf der An triebswelle gelagert ist, wobei die Antriebswelle aber mit dem Motor verbunden ist.

Es besteht ein ständiges Interesse, die Antriebsanordnungen für Kraftfahrzeuge weiterzuentwickeln. In diesem Zusammenhang wurde erkannt, dass eine Tren nung der Funktionsprüfüng von Motor und Getriebe bzw. eine separate Funktion- sprüfüng allein des Getriebes vorteilhaft ist. Damit können Komponentenherstel ler Einzelkomponenten (hier Getriebe auf der einen Seite und Antrieb auf der an- deren Seite) unabhängig voneinander prüfen und dem Hersteller eine Baugruppe, bestehend aus Antrieb und Getriebe, zur Verfügung stellen. Damit können Fehler frühzeitig erkannt und bereits vor dem Zusammenbau von Antrieb und Getriebe einer Komponente zugeordnet werden. Verantwortlichkeiten der unterschiedli chen Komponentenhersteller lassen sich damit klar voneinander unterscheiden.

Eine Motor-Getriebeanordnung (Antriebsanordnung) ist aus der WO 2018/086679 Al bekannt. Dabei sind zwei koaxial zueinander angeordnete Wellen entlang der axialen Richtung überlappend zueinander angeordnet und über eine in der Um fangsrichtung formschlüssige Verbindung (Keilverzahnung/Steckverzahnung) miteinander drehfest verbunden. Hier ist eine getrennte Funktionsprüfung des Getriebes bereits möglich.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die im Zusam menhang mit dem Stand der Technik geschilderten Probleme wenigstens teilweise zu lösen. Es soll insbesondere eine Antriebsanordnung vorgeschlagen werden, die Vorteile hinsichtlich der Handhabbarkeit, der Montagefreundlichkeit, der Fehlerüberprüfbarkeit und/oder der Funktionalität aufweist.

Hierzu trägt eine Antriebsanordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentan sprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch er läuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.

Es wird eine Antriebsanordnung vorgeschlagen, zumindest umfassend einen elektrischen Antrieb mit einer Antriebswelle sowie ein Getriebe mit zumindest einer Eingangswelle (und einer Ausgangs welle, wobei Eingangswelle und Aus gangswelle über eine schaltbare oder variable Übersetzung miteinander drehmo- mentübertragend verbindbar sind). Eine Antriebsleistung des elektrischen An triebs ist über die Antriebswelle auf die Eingangswelle und von der Eingangswel le in das Getriebe (hin zur Ausgangswelle) übertragbar, wobei die Antriebswelle und die Eingangswelle koaxial zueinander angeordnet und über eine zumindest in einer Umfangsrichtung formschlüssige Verzahnung (bzw. Verbindung, also eine Steckverzahnung, Keilverzahnung, Feder-Nut- Verbindung, etc.) miteinander ver bunden sind, wobei die Antriebswelle und die Eingangswelle zumindest gegen über einer axialen Richtung zumindest

a) über eine, zwischen einer zu einer Drehachse parallelen Innenumfangsfläche und einer zu der Drehachse parallelen Außenumfangsfläche gebildeten, Presspassung zumindest kraftschlüssig verbunden sind, oder

b) über ein Verbindungselement (formschlüssig verbunden und) eine form schlüssige Verbindung miteinander ausbilden.

Die Antriebswelle ist insbesondere ein Rotor des elektrischen Antriebs bzw. mit dem Rotor drehfest verbunden bzw. verbindbar. Die Antriebswelle erstreckt sich insbesondere entlang der Drehachse (parallel zur axialen Richtung) durch den Antrieb hindurch und dient der Weiterleitung eines durch den Antrieb erzeugten Drehmoments in Richtung hin zum Getriebe. Die Eingangswelle ist eine Kompo nente des Getriebes und übernimmt das Drehmoment des Antriebs von der An triebswelle und leitet dieses in das Getriebe ein. Eingangswelle und Antriebswelle sind insbesondere voneinander getrennt hergestellte Bauteile, die erst im Rahmen des Zusammenbaus von Antrieb und Getriebe miteinander drehfest verbunden werden.

Eingangswelle und Antriebswelle sind so zueinander angeordnet, dass sich Teile der Wellen entlang der axialen Richtung überlagern. Dabei erstreckt sich eine Welle in die zumindest teilweise als Hohlwelle ausgeführte andere Welle hinein. Im Bereich dieser Überdeckung der Wellen kann z. B. die Presspassung zwischen den Wellen (mit einem Übermaß von 0 bis 100 pm, insbesondere zwischen 0 und 50 mhi) ausgebildet sein. Insbesondere weisen die Wellen einen Außendurchmes ser von höchstens 100 Millimeter auf, bevorzugt von weniger als 50 Millimeter.

Alternativ oder zusätzlich zur Presspassung können die Wellen im Bereich der Überdeckung durch eine gegenüber der axialen Richtung formschlüssige Verbin dung verbunden sein. Insbesondere ist zur Ausbildung der formschlüssigen Ver bindung ein Verbindungselement vorgesehen.

Formschlüssige Verbindungen entstehen insbesondere durch das Ineinandergrei- fen von mindestens zwei Verbindungspartnem. Dadurch können sich die Verbin dungspartner auch ohne oder bei unterbrochener Kraftübertragung nicht lösen. Anders ausgedrückt ist bei einer formschlüssigen Verbindung der eine Verbin dungspartner dem anderen im Weg. Kraftschlüssige Verbindungen setzen eine Normal-Kraft auf die miteinander zu verbindenden Flächen voraus. Ihre gegensei- tige Verschiebung ist verhindert, solange die durch die Haftreibung bewirkte Ge- gen-Kraft nicht überschritten wird. Der Kraft- beziehungsweise Reibschluss ist verloren und die Flächen rutschen aufeinander, wenn die tangential wirkende Last-Kraft größer als die Haftreibungs-Kraft ist. Infolge der gegenüber der axialen Richtung kraftschlüssigen und/oder formschlüs sigen Verbindung können die Positionen der Wellen gegenüber der axialen Rich tung festgelegt werden. Die durch die einander kontaktierenden Umfangsflächen gebildete Presspassung ermöglicht ein Zentrieren der Wellen zueinander (gegen über einer radialen Richtung) und/oder eine Einstellung einer Gesamtlänge der Wellenanordnung, bestehend aus Antriebswelle und Eingangswelle.

Insbesondere ist das Verbindungselement eine Schraube und weist ein (Innen oder Außen-)Gewinde auf, das mit einem Gegengewinde an einer von Antriebs welle und Eingangswelle zur Ausbildung der formschlüssigen Verbindung zu- sammenwirkt. Dabei sind auch andere formschlüssige Verbindungen möglich, z. B. durch Bildung eines Bajonettverschlusses oder Ähnliches.

Insbesondere ist eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungsele ment und einer von Antriebswelle und Eingangswelle in einer radialen Richtung innerhalb der anderen von Eingangswelle und Antriebswelle angeordnet. Insbe sondere ist das Verbindungselement zumindest teilweise innerhalb einer der bei den Wellen angeordnet, bevorzugt in einer als Hohlwelle ausgeführten Welle.

Insbesondere stützt sich die Eingangswelle oder die Antriebswelle über einen ers ten Anschlag (und ggf. über ein Wälzlager und/oder die andere Welle) an einem Gehäuse der Antriebsanordnung gegenüber einer axialen Richtung ab, wobei ein kleinster Abstand (entlang der axialen Richtung) zwischen

• einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Verbindungselement und einer von Antriebswelle und Eingangswelle (insbesondere die Welle die sich an dem ersten Anschlag abstützt), und

• dem ersten Anschlag

mindestens 20 % einer größten Länge der die bzw. eine formschlüssige Verbin dung bildenden (und insbesondere sich an dem ersten Anschlag abstützenden) Welle beträgt.

Die Länge einer Welle erstreckt sich insbesondere zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende der Welle entlang der axialen Richtung.

Insbesondere kann durch den Abstand zwischen erstem Anschlag und der form schlüssigen Verbindung eine Elastizität der betreffenden Welle für den Betrieb bzw. die Montage der Antriebsanordnung genutzt werden. Insbesondere kann so eine Vorspannung der Wellen eingestellt werden, wobei die einstellbare Vorspan nung mit größer werdendem Abstand, und damit größer werdender verfügbarer Elastizität der Welle, größer wird. Insbesondere kann dabei auch eine Elastizität des Verbindungselements ausgenutzt werden, das sich gegenüber der axialen Richtung an einem zweiten Anschlag abstützt.

Insbesondere erstreckt sich die Eingangswelle entlang einer axialen Richtung zwi- sehen einem ersten Eingangswellenende und einem zweiten Eingangswellenende, wobei das erste Eingangswellenende innerhalb der Antriebswelle angeordnet ist und dabei die Presspassung ausbildet oder mit dem Verbindungselement die form schlüssige Verbindung ausbildet. Es ist aber auch eine umgekehrte Anordnung möglich, bei der sich die Antriebs welle in die Eingangswelle hinein erstreckt und mit dem zweiten Antriebswellen ende die Presspassung ausbildet oder mit dem Verbindungselement die form schlüssige Verbindung ausbildet. Insbesondere erstreckt sich die Antriebswelle ausgehend von einem ersten An triebswellenende und entlang der axialen Richtung hin zur Eingangswelle bis zu einem zweiten Antriebswellenende, wobei das Verbindungselement über das erste Antriebswellenende in der Antriebswelle zur Bildung der formschlüssigen Ver bindung anordenbar ist.

Es ist aber auch eine andere Anordnung möglich, bei der das Verbindungselement über ein Eingangswellenende in der Eingangswelle anordenbar ist. Insbesondere ist das Verbindungselement über das zweite Eingangswellenende in der Ein gangswelle zur Bildung der formschlüssigen Verbindung mit dem zweiten An- triebswellenende anordenbar.

Die Anordnung des Verbindungselements über das erste Antriebswellenende (bzw. über ein, bzw. das zweite, Eingangswellenende) ermöglicht, dass die Wel len zum Zusammenbau von Getriebe und Antrieb in einander schiebbar und nach der so durchgeführten Montage über das Verbindungselement in der Lage zuei nander fixierbar sind.

Insbesondere stützt sich das Verbindungselement an der Antriebswelle (alternativ an der Eingangswelle) gegenüber der axialen Richtung an einem zweiten An schlag ab, wobei der zweite Anschlag außerhalb der Antriebswelle an dem ersten Antriebswellenende oder innerhalb der Antriebswelle (z. B. an einem Absatz der Antriebswelle bzw. an einem Absatz an der Innenumfangsfläche der Antriebswel le) angeordnet ist.

Insbesondere weist die Antriebsanordnung zumindest zusätzlich ein mehrteiliges Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil auf, wobei der elektrische Antrieb mit der Antriebswelle in dem ersten Gehäuseteil und das Getriebe mit der Eingangswelle in dem zweiten Gehäuseteil angeordnet sind, wo bei zur Verbindung der Gehäuseteile das erste Eingangswellenende in die An triebswelle oder das zweite Antriebswellenende in die Eingangswelle einschiebbar ist. Insbesondere ist zumindest das erste Gehäuseteil oder das zweite Gehäuseteil ebenfalls mehrteilig ausgeführt.

Insbesondere ist die Eingangswelle in dem zweiten Gehäuseteil über zwei vonei nander entlang der axialen Richtung beabstandet angeordnete Wälzlager drehbar gelagert. Insbesondere ist die Antriebswelle in dem ersten Gehäuseteil nur über ein Wälzlager drehbar gelagert.

Insbesondere kann eine Einbaulage der Eingangswelle durch die Anordnung der Wälzlager fixiert bzw. bestimmt werden (insbesondere gegenüber der radialen Richtung und gegenüber der axialen Richtung).

Es ist aber auch eine andere Anordnung möglich, bei der die Antriebswelle in dem ersten Gehäuseteil über zwei voneinander entlang der axialen Richtung beab- standet angeordnete Wälzlager drehbar gelagert ist. Insbesondere ist die Ein gangswelle in dem zweiten Gehäuseteil nur über ein Wälzlager drehbar gelagert.

Insbesondere kann eine Einbaulage der Antriebswelle durch die Anordnung der Wälzlager fixiert bzw. bestimmt werden (insbesondere gegenüber der radialen Richtung und gegenüber der axialen Richtung).

Insbesondere kann infolge der Lagerung der Eingangswelle in dem zweiten Ge häuseteil eine Funktionsprüfüng des Getriebes auch ohne den Antrieb, die An triebswelle und das erste Gehäuseteil erfolgen. Infolge der Lagerung der Ein gangswelle über die Wälzlager an dem zweiten Teilgehäuse kann eine Funktiona lität des Getriebes auch unabhängig vom Antrieb geprüft werden. Dazu können die hergestellten Getriebe z. B. auf einem Prüfstand angeordnet werden, wobei jedes Getriebe über eine Antriebswelle des Prüfstands und nicht über die An triebswelle des später mit dem jeweiligen Getriebe zu verbindendem Antrieb an getrieben wird.

Insbesondere kann die Antriebswelle mit der Eingangswelle so verbunden sein, dass über die gegenüber dem Gehäuse lagefixierte Eingangswelle auch die An triebswelle hinsichtlich der axialen Richtung lagefixiert ist. Insbesondere kann die Antriebswelle über ein Loslager an dem ersten Gehäuseteil gelagert sein.

Es ist aber auch eine andere Anordnung möglich, bei der die Antriebswelle mit der Eingangswelle so verbunden sind, dass über die gegenüber dem Gehäuse lage fixierte Antriebswelle auch die Eingangswelle hinsichtlich der axialen Richtung lagefixiert ist. Insbesondere kann die Eingangswelle über ein Loslager an dem zweiten Gehäuseteil gelagert sein.

Insbesondere erfolgt eine Lagefixierung der Wellen (Eingangswelle und An triebswelle) in der radialen Richtung zumindest auch über die Presspassung. Ins- besondere erfolgt eine Lagefixierung der Wellen (Eingangswelle und Antriebs welle) in der axialen Richtung über die Presspassung und/oder die formschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungselement und einer der Wellen.

Infolge der Lagerung der Antriebswelle über ein Wälzlager an dem Gehäuse kann eine Funktionalität des Antriebs auch unabhängig vom Getriebe geprüft werden. Dazu können die hergestellten Antriebe z. B. auf einem Prüfstand angeordnet werden, wobei jeder Antrieb über eine Eingangswelle des Prüfstands und nicht über die Eingangswelle des später mit dem jeweiligen Antrieb zu verbindendem Getriebe angetrieben wird.

Bevorzugt sind der erste Gehäuseteil und der zweite Gehäuseteil über zumindest eine zwischen der Eingangswelle und dem zweiten Gehäuseteil oder über zumin dest eine zwischen der Antriebswelle und dem ersten Gehäuseteil angeordnete erste Dichtung (z. B. ein Wellendichtring, insbesondere eine dynamische Dich tung, d. h. die Dichtung bewegt sich relativ zur Dichtfläche, hier zur Eingangswel le) fluidtechnisch voneinander getrennt.

Insbesondere kann bei Anordnung der ersten Dichtung zwischen der Eingangs welle und dem zweiten Gehäuseteil das zweite Gehäuseteil mit dem darin ange ordneten Getriebe (und zugehöriger Schmierung) und der Eingangswelle fluid dicht gegenüber dem ersten Gehäuseteil abgedichtet werden. Insbesondere kann der zweite Gehäuseteil so voll funktionsfähig hergestellt und geprüft werden, oh ne dass die Montage mit dem Antrieb und dem ersten Gehäuseteil erfolgen muss.

Insbesondere sind der erste Gehäuseteil und der zweite Gehäuseteil über zumin dest eine zwischen der Eingangswelle und der Antriebswelle angeordnete zweite Dichtung (bevorzugt ein O-Ring, insbesondere eine statische Dichtung, also keine Relativbewegung zwischen Dichtung und Dichtfläche, hier zwischen den Wellen) fluidtechnisch voneinander getrennt. Insbesondere ist eine dritte Dichtung (bevorzugt ein O-Ring, insbesondere eine statische Dichtung, also keine Relativbewegung zwischen Dichtung und Dichtflä che, hier zwischen Antriebswelle und Verbindungselement) zwischen dem Ver bindungselement und der jeweiligen Welle, also der Antriebswelle oder der Ein gangswelle, angeordnet. Insbesondere kann zwischen der dritten Dichtung und der zweiten Dichtung ein Medium angeordnet sein, das Abnutzungserscheinungen (z. B.„fretting corrosion“) verhindern oder zumindest vermindern kann.

Insbesondere (bevorzugt, wenn die Eingangswelle sich in die Antriebswelle hin ein erstreckt) besteht die Antriebswelle aus einem ungehärtetem Material oder ist nur an einer Innenumfangsfläche zumindest teilweise gehärtet. Bevorzugt ist die Eingangswelle vollständig gehärtet. Ein gehärteter Zustand bezeichnet eine Wär mebehandlung der Welle zur Veränderung des Gefüges des Materials, wonach infolge der Wärmebehandlung eine Umwandlung des Gefüges und eine damit verbundene Steigerung der Härte des Materials der Welle erreicht wird.

Insbesondere ist es so möglich, zumindest bei einer Welle eine Härtesteigerung nicht vornehmen zu müssen. Das wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Eingangswelle sich in die Antriebswelle hinein erstreckt und dabei an einer Au ßenumfangsfläche die in der Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung aus bildet. Die an einer Außenumfangsfläche ausgebildete Verzahnung erfordert ins besondere eine Härtesteigerung. Die Eingangswelle sollte bereits aufgrund der Funktion der Drehmomentweiterleitung in das Getriebe gehärtet ausgeführt sein. Damit kann hier ein Synergieeffekt genutzt werden. Als Folge wird die Antriebs welle mit einer Verzahnung an der Innenumfangsfläche ausgeführt. Für diese Verzahnung ist regelmäßig keine Härtesteigerung erforderlich, so dass ggf. für die gesamte Antriebswelle überhaupt keine Härtesteigerung oder nur an der Innenum fangsfläche keine Härtesteigerung erforderlich ist. Es wird weiter ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest aufweisend eine Ach se sowie einen Antriebsstrang zum Antrieb von mindestens der Achse, wobei der Antriebsstrang zumindest die Antriebsanordnung aufweist.

Die Ausführungen zu der Antriebsanordnung sind insbesondere auf das Kraftfahr zeug übertragbar und umgekehrt.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“,„zwei te“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegen ständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Fi guren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Fi guren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinie ren. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläu terungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 : eine erste Ausführungsvariante der Antriebsanordnung in einer Sei tenansicht im Schnitt;

Fig. 2: eine zweite Ausführungsvariante der Antriebsanordnung in einer Sei tenansicht im Schnitt; Fig. 3: eine dritte Ausführungsvariante der Antriebsanordnung in einer Sei tenansicht im Schnitt; Fig. 4: eine vierte Ausführungsvariante der Antriebsanordnung in einer Sei tenansicht im Schnitt;

Fig. 5 eine fünfte Ausführungsvariante der Antriebsanordnung in einer Sei tenansicht im Schnitt; und

Fig. 6: ein Kraftfahrzeug.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante der Antriebsanordnung 1 in einer Sei tenansicht im Schnitt. Die Antriebsanordnung 1 umfasst einen elektrischen An- trieb 2 mit einer Antriebswelle 3 sowie ein Getriebe 4 mit einer Eingangswelle 5. Die Antriebswelle 3 und die Eingangswelle 5 sind koaxial zueinander angeordnet und über eine zumindest in einer Umfangsrichtung 6 formschlüssige Verzahnung 7 miteinander verbunden. Die Antriebswelle 3 und die Eingangswelle 5 sind ge genüber einer axialen Richtung 8 über eine, zwischen einer zu einer Drehachse 9 parallelen Innenumfangsfläche 10 und einer zu der Drehachse 9 parallelen Au ßenumfangsfläche 11 gebildeten, Presspassung 12 zumindest kraftschlüssig ver bunden.

Die Antriebsanordnung 1 weist zusätzlich ein mehrteiliges Gehäuse 19 mit einem ersten Gehäuseteil 27 und einem zweiten Gehäuseteil 28 auf, wobei der elektri sche Antrieb 2 mit der Antriebswelle 3 in dem ersten Gehäuseteil 27 und das Ge triebe 4 mit der Eingangswelle 5 in dem zweiten Gehäuseteil 28 angeordnet sind. Zur Verbindung der Gehäuseteile 27, 28 ist das erste Eingangswellenende 22 in die Antriebswelle 3 einschiebbar. Die Eingangswelle 5 ist in dem zweiten Gehäu- seteil 28 über zwei voneinander entlang der axialen Richtung 8 beabstandet ange- ordnete Wälzlager 29 drehbar gelagert. Eine Einbaulage der Eingangswelle 5 ist durch die Anordnung der Wälzlager 29 fixiert bzw. bestimmt (gegenüber der radi alen Richtung 17 und gegenüber der axialen Richtung 8).

Infolge der Lagerung der Eingangswelle 5 in dem zweiten Gehäuseteil 28 kann eine Funktionsprüfung des Getriebes 4 auch ohne den Antrieb 2, die Antriebswel le 3 und das erste Gehäuseteil 27 erfolgen.

Die Antriebswelle 3 ist in dem ersten Gehäuseteil 27 über nur ein Wälzlager 29 drehbar gelagert. Die Antriebswelle 3 ist mit der Eingangswelle 5 so verbunden, dass über die gegenüber dem Gehäuse 19 lagefixierte Eingangswelle 5 auch die Antriebswelle 3 hinsichtlich der axialen Richtung 8 lagefixiert ist. Insbesondere erfolgt eine Lagefixierung gegenüber der radialen Richtung 17 bzw. eine koaxiale Anordnung der Eingangswelle 5 und der Antriebswelle 3 zumindest über die Ver bindung der beiden Wellen 3, 5, also insbesondere über die Presspassung 12. Die Lagefixierung gegenüber der axialen Richtung 8 erfolgt insbesondere über die Presspassung 12 oder die formschlüssige Verbindung 14, die in Fig. 2 und 3 dar gestellt ist. Die Antriebswelle 3 ist über ein Loslager an dem ersten Gehäuseteil 27 gelagert.

Der erste Gehäuseteil 27 und der zweite Gehäuseteil 28 sind über eine zwischen der Eingangs welle 5 und dem zweiten Gehäuseteil 28 angeordnete erste Dichtung 30 (hier ein Wellendichtring) fluidtechnisch voneinander getrennt. Damit kann das zweite Gehäuseteil 28 mit dem darin angeordneten Getriebe 4 und zugehöri ger Schmierung und der Eingangswelle 5 fluiddicht gegenüber dem ersten Gehäu seteil 27 abgedichtet werden. Weiterhin kann der zweite Gehäuseteil 28 so voll funktionsfähig hergestellt und geprüft werden, ohne dass die Montage mit dem Antrieb 2 und dem ersten Gehäuseteil 27 erfolgen muss. Die Eingangswelle 5 erstreckt sich entlang der axialen Richtung 8 zwischen ei nem ersten Eingangswellenende 22 und einem zweiten Eingangswellenende 23, wobei das erste Eingangswellenende 22 innerhalb der Antriebswelle 3 angeordnet ist und dabei die Presspassung 12 und die formschlüssige Verzahnung 7 ausbildet.

Zur Montage der Antriebsanordnung 1 wird der zweite Gehäuseteil 28 mit Getrie be 4 und Eingangswelle 5 bereitgestellt. Der erste Gehäuseteil 27 mit dem Antrieb 2 und der Antriebswelle 3 wird bereitgestellt und entlang der axialen Richtung 8 auf den zweiten Gehäuseteil 28 aufgeschoben, wobei die Eingangswelle 5 über die Außenumfangsfläche 11 die Antriebswelle 3 über die Innenumfangsfläche 10 zentriert. Das erste Eingangswellenende 22 wird dabei in die Antriebswelle 3 ein geschoben. Über ein Montagewerkzeug 36, das über ein erstes Antriebswellenen de 24 in die Antriebswelle 3 einschiebbar ist, können die Wellen zueinander ent lang der axialen Richtung 8 verschoben werden. Das Montagewerkzeug 36 wirkt über eine Gewindeverbindung mit dem ersten Eingangswellenende 22 zusammen und stützt sich an dem ersten Antriebswellenende 24 ab. Infolge der Verdrehung des Montagewerkzeug 36 kann über die Gewindeverbindung mit der Eingangs welle 5 die Antriebswelle 3 auf die Eingangswelle 5 aufgeschoben und damit die Presspassung 12 ausgebildet werden. Dabei kann die Antriebswelle 3 gegen einen Anschlag der Eingangswelle 5 geschoben werden, wobei z. B. über Federelemen te zwischen Antriebswelle 3 und Anschlag der Eingangswelle 5 eine Vorspannung einstellbar ist. Weiter kann z. B. über an dem Anschlag angeordnete Unterleg scheiben ein Verschiebeweg der Antriebswelle 3 entlang der Eingangswelle 5 während der Montage verkürzt bzw. eingestellt werden. Das Montagewerkzeug 36 kann nach der Anordnung und Verbindung der Gehäuseteile 27, 28 zu dem Gehäuse 19 entfernt werden.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsvariante der Antriebsanordnung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Auf die Ausführungen zu Fig. 1 wird Bezug genommen. Im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante ist hier zusätzlich zu der Presspas sung 12 und der gegenüber der Umfangsrichtung 6 formschlüssigen Verzahnung 6 eine gegenüber der axialen Richtung formschlüssige Verbindung 14 zwischen dem Verbindungselement 13 und dem ersten Eingangswellenende 22 vorgesehen. Die formschlüssige Verbindung 14 wird über ein Gewinde 15 des Verbindungs elements 13 und ein Gegengewinde 16 der Eingangswelle 5 gebildet.

Die Antriebswelle 3 erstreckt sich ausgehend von einem ersten Antriebswellenen de 24 und entlang der axialen Richtung 8 hin zur Eingangswelle 5 bis zu einem zweiten Antriebswellenende 25, wobei das Verbindungselement 13 über das erste Antriebswellenende 24 in der Antriebswelle 3 zur Bildung der formschlüssigen Verbindung 14 anordenbar ist. Die Anordnung des Verbindungselements 13 über das erste Antriebswellenende 24 ermöglicht, dass die Wellen 3, 5 zum Zusam menbau von Getriebe 4 und Antrieb 2 ineinander schiebbar und nach der so durchgeführten Montage über das Verbindungselement 13 in der Lage zueinander fixierbar sind.

Das Verbindungselement 13 stützt sich an der Antriebswelle 3 gegenüber der axi alen Richtung 8 an einem zweiten Anschlag 26 ab, wobei der zweite Anschlag 26 innerhalb der Antriebswelle 3 (hier an einem Absatz an der Innenumfangsfläche 10 der Antriebswelle 3) angeordnet ist.

Die Eingangswelle 5 stützt sich über einen ersten Anschlag 18 an einem Gehäuse 19 (dem zweiten Gehäuseteil 28) der Antriebsanordnung 1 gegenüber einer axia len Richtung 8 ab (hier über den Lagerinnenring des Wälzlagers 29), wobei ein kleinster Abstand 20 (entlang der axialen Richtung 8) zwischen

• der formschlüssigen Verbindung 14 zwischen dem Verbindungselement 13 und der Eingangswelle 5 und

• dem ersten Anschlag 18 ca. 50 % einer größten Länge 21 der die formschlüssige Verbindung 14 bildenden Eingangswelle 5 (zwischen dem ersten Eingangswellenende 22 und dem zweiten Eingangswellenende 23) beträgt.

Durch den Abstand 20 zwischen dem ersten Anschlag 18 und der formschlüssigen Verbindung 14 kann eine Elastizität der Eingangswelle 5 für den Betrieb bzw. die Montage der Antriebsanordnung 1 genutzt werden. Insbesondere kann so eine Vorspannung der Wellen 3, 5 eingestellt werden, wobei die einstellbare Vorspan nung mit größer werdendem Abstand 20 und damit größer werdender verfügbarer Elastizität der Eingangswelle 5 größer wird.

Das Verbindungselement 13 ist über das erste Antriebswellenende 24 in der An triebswelle 3 zur Bildung der formschlüssigen Verbindung 14 anordenbar. Die Anordnung des Verbindungselements 13 über das erste Antriebswellenende 24 ermöglicht, dass die Wellen 3, 5 zum Zusammenbau von Getriebe 4 und Antrieb 2 in einander schiebbar und nach der so durchgeführten Montage über das Verbin dungselement 13 in der Lage zueinander fixierbar sind.

Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsvariante der Antriebsanordnung 1 in einer Sei tenansicht im Schnitt. Auf die Ausführungen zu Fig. 1 und 2 wird Bezug genom men.

Im Unterschied zur zweiten Ausführungsvariante stützt sich das Verbindungsele ment 13 an der Antriebswelle 3 gegenüber der axialen Richtung 8 an einem zwei ten Anschlag 26 ab, wobei der zweite Anschlag 26 außerhalb der Antriebswelle 3 an dem ersten Antriebswellenende 24 angeordnet ist. Damit kann bei einer Ver spannung von Antriebswelle 3 und Eingangswelle 5 die Elastizität der Eingangs welle 5 (des Abstands 20) und des Verbindungselements 13 ausgenutzt werden. Weiter sind hier der erste Gehäuseteil 27 und der zweite Gehäuseteil 28 über eine zwischen der Eingangswelle 3 und der Antriebswelle 5 angeordnete zweite Dich tung 31 (hier ein O-Ring) fluidtechnisch voneinander getrennt. Zusätzlich ist eine dritte Dichtung 35 zwischen dem Verbindungselement 13 und der Antriebswelle 3 angeordnet.

Fig. 4 zeigt eine vierte Ausführungsvariante der Antriebsanordnung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Fig. 5 zeigt eine fünfte Ausführungsvariante der An triebsanordnung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Fig. 4 und 5 werden im Fol genden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu Fig. 3 wird Bezug ge nommen.

Im Unterschied zu Fig. 3 sind hier die Komponenten Antrieb 2 und Getriebe 4 vertauscht angeordnet, d. h. die Antriebswelle 3 erstreckt sich entlang der axialen Richtung 8 zwischen einem ersten Antriebswellenende 24 und einem zweiten An triebswellenende 25, wobei das zweite Antriebswellenende 25 innerhalb der Ein gangswelle 5 angeordnet ist und dabei die Presspassung 12 und die formschlüssi ge Verzahnung 7 ausbildet. Weiter ist neben der Presspassung 12 und der gegen über der Umfangsrichtung 6 formschlüssigen Verzahnung 7 eine gegenüber der axialen Richtung 8 formschlüssige Verbindung 14 zwischen dem Verbindungs element 13 und dem zweiten Antriebswellenende 25 vorgesehen. Die formschlüs sige Verbindung 14 wird über ein Gewinde 15 des Verbindungselements 13 und ein Gegengewinde 16 der Antriebswelle 3 gebildet. Das Verbindungselement 13 erstreckt sich über ein zweites Eingangswellenende 23 in die Eingangswelle 5 hinein und ist über die formschlüssige Verbindung 14 mit dem zweiten An triebswellenende 25 verbunden.

Weiter stützt sich das Verbindungselement 13 an der Eingangswelle 5 gegenüber der axialen Richtung 8 an einem zweiten Anschlag 26 ab, wobei der zweite An- schlag 26 außerhalb der Eingangswelle 5 an dem zweiten Eingangswellenende 23 angeordnet ist.

Bei der vierten Ausführungsvariante gemäß Fig. 4 stützt sich die Antriebswelle 3 über einen ersten Anschlag 18 (und über ein Wälzlager 29, die Eingangswelle 5 und ein weiteres Wälzlager 29) an einem Gehäuse 19 (hier dem zweiten Gehäuse teil 28) der Antriebsanordnung 1 gegenüber der axialen Richtung 8 ab.

Bei der fünften Ausführungsvariante gemäß Fig. 5 stützt sich die Antriebswelle 3 über einen ersten Anschlag 18 (über die Eingangswelle 5 und ein Wälzlager 29) an einem Gehäuse 19 (hier dem zweiten Gehäuseteil 28) der Antriebsanordnung 1 gegenüber der axialen Richtung 8 ab.

Bei der vierten Ausführungsvariante gemäß Fig. 4 erstreckt sich das Verbin- dungselement 13 in der radialen Richtung 17 auch über das zweite Eingangswel lenende 23 hinaus und bildet einen Anschlag für den Innenring des Wälzlagers 29.

Fig. 6 zeigt ein Kraftfahrzeug 32 zumindest aufweisend zwei Achsen 33 mit Rä dern sowie einen Antriebsstrang 34 zum Antrieb von einer Achse 33, wobei der Antriebsstrang 34 die Antriebsanordnung 1 aufweist.

Bezugszeichenliste

I Antriebsanordnung

2 Antrieb

3 Antriebswelle

4 Getriebe

5 Eingangswelle

6 Umfangsrichtung

7 Verzahnung

8 axiale Richtung

9 Drehachse

10 Innenumfangsfläche

I I Außenumfangsfläche

12 Presspassung

13 Verbindungselement

14 Verbindung

15 Gewinde

16 Gegengewinde

17 radiale Richtung

18 erster Anschlag

19 Gehäuse

20 kleinster Abstand

21 größte Länge

22 erstes Eingangswellenende

23 zweites Eingangswellenende

24 erstes Antriebswellenende

25 zweites Antriebswellenende

26 zweiter Anschlag

27 erstes Gehäuseteil 28 zweites Gehäuseteil

29 Wälzlager

30 erste Dichtung

31 zweite Dichtung 32 Kraftfahrzeug

33 Achse

34 Antriebsstrang

35 dritte Dichtung

36 Montagewerkzeug

Claims

Patentansprüche

1. Antriebsanordnung (1), zumindest umfassend einen elektrischen Antrieb (2) mit einer Antriebswelle (3) sowie ein Getriebe (4) mit zumindest einer Ein- gangswelle (5), wobei eine Antriebsleistung des elektrischen Antriebs

(2) über die Antriebswelle

(3) auf die Eingangswelle (5) und von der Ein gangswelle (5) in das Getriebe

(4) übertragbar ist, wobei die Antriebswelle (3) und die Eingangswelle

(5) koaxial zueinander angeordnet und über eine zumindest in einer Umfangsrichtung

(6) formschlüssige Verzahnung

(7) miteinander verbunden sind, wobei die Antriebswelle (3) und die Ein gangswelle (5) zumindest gegenüber einer axialen Richtung

(8) zumindest a) über eine, zwischen jeweils einer zu einer Drehachse

(9) parallelen Innenumfangsfläche

(10) und Außenumfangsfläche

(11) gebildeten Presspassung

(12) zumindest kraftschlüssig verbunden sind, oder b) über ein Verbindungselement

(13) eine formschlüssige Verbindung

(14) miteinander ausbilden.

2. Antriebsanordnung (1) nach Patentanspruch 1, wobei das Verbindungsele ment (13) eine Schraube ist und ein Gewinde (15) aufweist, das mit einem Gegengewinde (16) an einer von Antriebswelle (3) und Eingangswelle (5) zur Ausbildung der formschlüssigen Verbindung (14) zusammenwirkt.

3. Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die formschlüssige Verbindung (14) zwischen dem Verbindungsele- ment (13) und einer von Antriebswelle (3) und Eingangswelle (5) in einer radialen Richtung (17) innerhalb der anderen von Eingangswelle (5) und Antriebswelle (3) angeordnet ist.

4. Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei sich die Antriebswelle (3) oder die Eingangswelle (5) über einen ers- ten Anschlag (18) an einem Gehäuse (19) der Antriebsanordnung (1) ge genüber der axialen Richtung (8) abstützt, wobei ein kleinster Abstand (20) zwischen

• der formschlüssigen Verbindung (14) zwischen dem Verbindungsele ment (13) und einer von Antriebswelle (3) und Eingangswelle (5), und

• dem ersten Anschlag (18)

mindestens 20 % einer größten Länge (21) der die formschlüssige Verbin dung (14) bildenden Welle (3, 5) beträgt.

Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei sich die Eingangswelle (3) entlang der axialen Richtung (8) zwischen einem ersten Eingangswellenende (22) und einem zweiten Eingangswellen ende (23) erstreckt, wobei sich die Antriebswelle (5) entlang der axialen Richtung (8) zwischen einem ersten Antriebswellenende (24) und einem zweiten Antriebswellenende (25) erstreckt; wobei das erste Eingangswel lenende (22) innerhalb der Antriebswelle (3) oder das zweite Antriebswel lenende (25) innerhalb der Eingangswelle (3) angeordnet ist und dabei die Presspassung (12) oder mit dem Verbindungselement (13) die formschlüssi ge Verbindung (14) ausbildet.

Antriebsanordnung (1) nach Patentanspruch 5, wobei das Verbindungsele ment (13) über das erste Antriebswellenende (24) in der Antriebswelle (3) oder über das zweite Eingangswellenende (23) in der Eingangswelle (5) zur Bildung der formschlüssigen Verbindung (14) anordenbar ist.

Antriebsanordnung (1) nach Patentanspruch 6, wobei sich das Verbindungs element (13) an der Antriebswelle (3) oder an der Eingangswelle (5) gegen über der axialen Richtung (8) an einem zweiten Anschlag (26) abstützt, wo bei der zweite Anschlag (26) außerhalb der jeweiligen Welle (3, 5) an dem ersten Antriebswellenende (24) oder dem zweiten Eingangswellenende (22) oder innerhalb der jeweiligen Welle (3, 5) angeordnet ist.

8. Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 5 bis 7, zumindest zusätzlich aufweisend ein mehrteiliges Gehäuse (19) mit einem ersten Gehäuseteil (27) und einem zweiten Gehäuseteil (28), wobei der elektrische Antrieb (2) mit der Antriebswelle (3) in dem ersten Gehäuse teil (27) und das Getriebe (4) mit der Eingangswelle (5) in dem zweiten Ge häuseteil (28) angeordnet sind, wobei zur Verbindung der Gehäuseteile (27, 28) das erste Eingangswellenende (22) in die Antriebswelle (3) oder das zweite Antriebswellenende (25) in die Eingangswelle (5) einschiebbar ist.

9. Antriebsanordnung (1) nach Patentanspruch 8, wobei die Eingangswelle (5) in dem zweiten Gehäuseteil (28) oder die Antriebswelle (3) in dem ersten Gehäuseteil (27) über zwei voneinander entlang der axialen Richtung (8) beabstandet angeordnete Wälzlager (29) drehbar gelagert ist.

10. Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 8 und 9, wobei die Antriebswelle (3) in dem ersten Gehäuseteil (27) oder die Eingangswelle (5) in dem zweiten Gehäuseteil (28) über nur ein Wälzlager (29) drehbar gelagert ist.

11. Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 8 bis 10, wobei der erste Gehäuseteil (27) und der zweite Gehäuseteil (28) über zumindest eine zwischen der Eingangswelle (5) und dem zweiten Ge häuseteil (28) angeordnete erste Dichtung (30) fluidtechnisch voneinander getrennt sind.

12. Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 8 bis 11, wobei der erste Gehäuseteil (27) und der zweite Gehäuseteil (28) über zumindest eine zwischen der Eingangswelle (5) und der Antriebswelle (3) angeordnete zweite Dichtung (31) fluidtechnisch voneinander getrennt sind. 13. Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Antriebswelle (3) aus einem ungehärtetem Material besteht oder nur an einer Innenumfangsfläche (10) zumindest teilweise gehärtet ist und die Eingangswelle (5) vollständig gehärtet ist. 14. Kraftfahrzeug (32), zumindest aufweisend eine Achse (33) sowie einen An triebsstrang (34) zum Antrieb von mindestens der Achse (33), wobei der Antriebsstrang (34) zumindest eine Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche aufweist.