Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Die DE 102019 114 139 B3 beschreibt einen Stand der Technik in Form eines Kraftfahrzeuggetriebes zur Ankopplung einer elektrischen Maschine an einem Antriebsstrang. Zwischen der elektrischen Maschine und dem Antriebsstrang ist dabei eine Planetenübersetzungsstufe mit einem Sonnenrad, einem Planetenträger mit Planetenrädern und einem Hohlrad vorgesehen. Ferner ist ein schaltbarer Freilauf in dem Fahrzeuggetriebe angeordnet, welcher über zwei Kupplungshälften in der Lage ist, schaltbar das Sonnenrad mit einem Referenzbauteil, insbesondere einem feststehenden Gehäuse, in der Art zu koppeln, dass wahlweise ein Freilaufen und/oder Sperren des Sonnenrads gegenüber dem Gehäuse herbeigeführt wird. Die hier bezüglich der DE 102019 114 139 B3 genannten Merkmale werden auch von der gattungsgemäßen Schrift US 2012 / 0 149 520 A1 gezeigt, welche zusätzlich eine Axialführung für das Hohlrad zeigt. Eine ringförmige Axialführung ist, für sich genommen, aus der US 4 428 689 A1 bekannt.

Eine elektrische Antriebsvorrichtung mit einem Rotor, der koaxial zu einer Planetenübersetzungsstufe angeordnet ist, und mit einer Tellereinheit, die axial auf einer dem Rotor abgewandten Seite der Planetenübersetzungsstufe angeordnet ist, ist aus der DE 102015 110 565 A1 bekannt.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine elektrische Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug anzugeben, welche den besagten Aufbau des Standes der Technik weiter verbessert, indem der Aufbau vereinfacht wird, sodass Bauraum, Bauteile und Kosten eingespart werden können. Dabei soll die Performance und Langlebigkeit der elektrischen Antriebsvorrichtung nicht beeinträchtigt werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine elektrische Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen im Anspruch 1 , und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der elektrischen Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus den von diesem Anspruch 1 abhängigen Unteransprüchen.

Es wird ausgegangen von einer elektrischen Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine elektrische Maschine aufweist, wobei die elektrische Maschine ihrerseits einen Rotor aufweist. Die elektrische Antriebsvorrichtung weist ferner eine Planetenübersetzungsstufe mit einem Sonnenrad, mit einem Planetenträger mit zugehörigen Planetenrädern und mit einem Hohlrad auf. Ferner umfasst die elektrische Antriebsvorrichtung eine schaltbare Freilaufkupplung, die eine erste Kupplungshälfte, eine zweite Kupplungshälfte, ein Schaltelement und einen Aktor aufweist, wobei die erste Kupplungshälfte drehfest mit einem Gehäuse verbunden ist

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der elektrischen Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sieht es vor, dass das Hohlrad ohne ein eigenes das Hohlrad unmittelbar abstützendes Wälzlager ausgebildet ist und lediglich über einen Axialführungsring in beide axialen Richtungen abgestützt wird. Die Erfinder machen sich hier die Tatsache zunutze, dass bei einer radialen Lagerung von zwei Wellen eines Planetengetriebes die dritte Welle nicht radial gelagert werden muss. Dabei bezieht sich der Begriff „radial“ immer auf eine zentrale Drehachse von dem Sonnenrad, beziehungsweise dem Planetenträger, beziehungsweise dem Hohlrad, des Planetengetriebes (hier die Planetenübersetzungsstufe). Auf ein Wälzlager für das Hohlrad, welches das Bauteil mit dem relativ größten Durchmesser der Planetenübersetzungsstufe darstellt, kann also verzichtet werden. Hierdurch werden Kosten, Bauraum und Gewicht eines relativ großen Wälzlagers eingespart. Der Axialführungsring zur axialen Abstützung des Hohlrades bringt Vorteile hinsichtlich Funktion und Langlebigkeit der Planetenübersetzungsstufe.

Mit dem Merkmal, dass das Hohlrad ohne ein eigenes, das Hohlrad unmittelbar abstützendes Wälzlager ausgebildet ist, ist gemeint, dass das Hohlrad höchstens mittelbar durch Wälzlager gelagert ist. Eine mittelbare Lagerung des Hohlrades mittels eines Wälzlagers ist also möglich. Mit der mittelbaren Lagerung ist gemeint, dass nicht das Hohlrad unmittelbar wälzgelagert ist, sondern es kann ein Getriebeelement, das zwischen dem Hohlrad und einem entsprechenden Wälzlager angeordnet ist, unmittelbar wälzgelagert sein. Mit dem hier genannten Getriebeelement, das zwischen dem Hohlrad und dem Wälzlager angeordnet ist, ist ein nicht drehtest mit dem Hohlrad verbundenes Getriebeelement gemeint, so dass Differenzdrehzahlen zwischen dem genannten Getriebeelement und dem Hohlrad auftreten können. Das Hohlrad kann zum Beispiel mittelbar gegenüber dem Gehäuse gelagert sein, indem der Planetenträger unmittelbar gegenüber dem Gehäuse gelagert ist, das Hohlrad sich jedoch ohne dazwischenliegendes Wälzlager gegenüber dem Planetenträger (über dazwischenliegende Planetenräder) abstützt.

Das Hohlrad selbst zentriert sich dabei über die Wellen der beiden anderen Elemente der Planetenübersetzungsstufe, also des Planetenradträgers und des Sonnenrads. Der Axialführungsring der Erfindung dient dann lediglich dazu, dass sich das Hohlrad nicht wesentlich axial verschiebt. Da bei der vorliegenden Ausgestaltung der Planetenübersetzungsstufe auf das Hohlrad selbst keine wesentlichen Axialkräfte wirken, da es sich im nicht geschalteten Zustand über die anderen Elemente zentriert und im geschalteten Zustand gegenüber dem Gehäuse festgelegt ist, reicht eine sehr einfache Axialführung über den Axialführungsring aus, an welche keine hohen Anforderungen hinsichtlich der mechanischen Stabilität oder hinsichtlich Reibeigenschaften zu stellen sind.

Bezüglich einer mittelbaren Wälzlagerung des Hohlrades ist es beispielsweise so, dass die Rotorwelle der elektrischen Maschine unmittelbar gegenüber dem Gehäuse wälzgelagert ist und das Sonnenrad trägt, also auch dieses entsprechend gelagert ist. Das weitere Element wäre dann der Planetenträger, welcher wie oben beschrieben ebenfalls gegenüber dem Gehäuse unmittelbar wälzgelagert ist. Dieser Aufbau ließe sich selbstverständlich umkehren, sodass das Sonnenrad eigenständig gegenüber dem Gehäuse unmittelbar wälzgelagert und der Planetenträger über die Rotorwelle mittelbar gegenüber dem Gehäuse wälzgelagert wäre. In beiden Fällen ist es nun so, dass das Hohlrad sich durch die Zusammenwirkung mit den auf den Planetenradträger befindlichen Planetenrädern und der Sonne über diese Lagerung des Sonnenrads einerseits und des Planetenradträgers andererseits am Gehäuse mittelbar abstützt und somit selbst ein eigenes unmittelbares Wälzlager gegenüber dem Gehäuse nicht zwingend benötigt, vorausgesetzt, der erfindungsgemäße Axialführungsring ist vorhanden. Über die schaltbare Freilaufkupplung kann eine Drehmomentübertragung zwischen dem Rotor und einem Abtrieb der elektrischen Antriebsvorrichtung unterbrochen werden, so dass de facto der Abtrieb fast verlustfrei gegenüber dem Rotor drehen kann und Schleppverluste vermieden werden können, z.B. in einer Situation, in welcher das Fahrzeug ausschließlich von wenigstens einer anderen Achse aktiv angetrieben wird.

Ferner ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass der Axialführungsring radial innerhalb und axial überlappend zu der Freilaufkupplung angeordnet ist.

Radial innerhalb bezieht sich dabei wieder auf die zentrale Drehachse der Planetenübersetzungsstufe und sagt aus, dass der Axialführungsring sich in einem Bereich kleinerer Radien befindet als die schaltbare Freilaufkupplung. „Axial überlappend“, ebenfalls auf dieselbe Achse bezogen, besagt, dass die beiden betreffenden axial überlappend angeordneten Bauteile in axialer Richtung der Drehachse der Planetenübersetzungsstufe zumindest teilweise in einem Bereich gleicher axialer Koordinaten angeordnet sind.

Gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung der elektrischen Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung kann es nun ferner vorgesehen sein, dass der Axialführungsring eine u-förmige Querschnittskontur aufweist. Der Axialführungsring kann so beispielsweise das Hohlrad selbst oder eine mit den Hohlrad verbundene Scheibe, beispielsweise in Form oder als Abschnitt einer Tellereinheit, axial führen und somit das Hohlrad an einer axialen Verschiebung hindern.

Vorteilhaft ist der Axialführungsring axial fest und drehfest mit dem Gehäuse verbunden, so dass vorteilhaft das Hohlrad mittels des Axialführungsringes unmittelbar gegenüber dem Gehäuse axial gesichert ist.

Die Begriffe „drehfest“ „axial fest“ bedeuten in der gesamten vorliegenden Offenbarung folgendes: Zwei drehbar gelagerte Elemente sind drehfest miteinander verbunden, wenn sie koaxial zueinander angeordnet sind und derart miteinander verbunden sind, dass sie mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen. Ein Element ist drehfest mit dem Gehäuse verbunden, wenn es nicht gegenüber dem Gehäuse verdreht werden kann. Ein Element ist axial fest mit einem anderen Element verbunden, wenn das eine Element hinsichtlich der Drehachse der Planetenübersetzungsstufe nicht axial gegenüber dem anderen Element verschoben werden kann.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der elektrischen Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung kann es nun ferner vorsehen, dass die zweite Kupplungshälfte der schaltbaren Freilaufkupplung drehfest mit dem Hohlrad verbunden ist, wobei ein drehfest mit dem Hohlrad und drehfest mit der zweiten Kupplungshälfte verbundenes Anbindungselement bezogen auf eine Drehachse der Planetenübersetzungsstufe radial zwischen einer Sonnenradverzahnung des Sonnenrades und einer Hohlradverzahnung des Hohlrades angeordnet ist. Die schaltbare Freilaufkupplung zwischen Hohlrad und Gehäuse ist dabei konstruktiv sehr günstig angeordnet und ermöglicht einen einfach zu montierenden und sehr kompakten Aufbau der elektrischen Antriebsvorrichtung.

Die Anordnung des Anbindungselements in seiner radialen Lage zwischen der Sonnenradverzahnung und der Hohlradverzahnung und somit die Anbindung des Hohlrades an die zweite Kupplungshälfte radial nach innen sorgt für einen in radialer Richtung sehr kompakten Aufbau der elektrischen Antriebsvorrichtung.

Das Anbindungselement kann dabei gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der elektrischen Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung einen koaxial zu der Drehachse der Planetenübersetzungsstufe angeordneten Zylinderabschnitt aufweisen.

Vorteilhaft weist das Anbindungselement ferner eine Tellereinheit auf, welche drehfest mit dem Zylinderabschnitt verbunden ist, wobei die Tellereinheit auch drehfest mit dem Hohlrad verbunden ist. Vorteilhaft sind hinsichtlich eines Momentenflusses, der von dem Hohlrad ausgeht und zu der zweiten Kupplungshälfte verläuft, das Hohlrad, die Tellereinheit und der Zylinderabschnitt in der genannten Reihenfolge nacheinander angeordnet.

Vorzugsweise kann dabei der Rotor der elektrischen Maschine koaxial zu der Planetenübersetzungsstufe angeordnet sein und die Tellereinheit axial auf einer dem Rotor abgewandten Seite der Planetenübersetzungsstufe. Der Zylinderabschnitt befindet sich besonders vorteilhaft axial auf einer der Planetenübersetzungsstufe abgewandten Seite der Tellereinheit, sodass also der Rotor die Planetenübersetzungsstufe die Tellereinheit und der Zylinderabschnitt in axialer Richtung in der genannten Reihenfolge aufeinander folgen.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung kann es ferner vorsehen, dass das Anbindungselement einen Führungsabschnitt aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, mit dem Axialführungsring zusammenzuwirken. Ein solcher Führungsabschnitt des Anbindungselementes kann genutzt werden, um über den Axialführungsring das Hohlrad in dem oben beschriebenen Sinne axial zu führen.

Der Führungsabschnitt ist vorzugsweise radial innerhalb des Zylinderabschnittes und axial überlappend zu dem Zylinderabschnitt angeordnet. Der Führungsabschnitt ist drehfest mit der Tellereinheit und drehfest mit dem Zylinderabschnitt verbunden.

Bei der vorzugsweisen Ausgestaltung, bei welcher der Axialführungsring radial innerhalb und axial überlappend zu der Freilaufkupplung angeordnet ist, ist der Führungsabschnitt der Tellereinheit also in diesem Bereich vorgesehen, vorzugsweise als Führungsabschnitt mit zwei in axialer Richtung planparallelen Seiten, welche in einem nach radial außen offenen mit planparallelen Schenkeln ausgestatteten Führungsring mit u-förmiger Querschnittskontur entsprechend Zusammenwirken.

Eine weitere sehr günstige Ausgestaltung der elektrischen Antriebsvorrichtung mit einem derartigen Zylinderabschnitt kann es nun ferner vorsehen, dass dieser bezogen auf die Drehachse radial in einem Bereich von die Planetenträger tragenden Planetenradbolzen der Übersetzungsstufe angeordnet ist. Der Zylinderabschnitt befindet sich also radial auf Höhe der Planetenradbolzen des Planetenträgers, auf welchen die Planetenräder entsprechend angeordnet sind. Dies sorgt für einen kompakten Aufbau, bei denen der Zylinderabschnitt radial innerhalb der schaltbaren Freilaufkupplung verschachtelt ausgebildet ist und bei welcher besonders bevorzugt der Axialführungsring und ein entsprechender Führungsabschnitt der Tellereinheit nochmal axial innerhalb dieses Zylinderabschnitts und zu diesem überlappend angeordnet sind. Hierdurch wird ein sehr kompakter Aufbau möglich.

Die schaltbare Freilaufkupplung weist vorteilhaft eine erste Freilaufvorrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, das Hohlrad drehfest mit dem Gehäuse zu verbinden, wenn der Rotor in einem Vorwärts-Zug-Betrieb betrieben wird, und die dazu ausgebildet ist das Hohlrad von dem Gehäuse zu entkoppeln, wenn der Rotor in einem Vorwärts- Schubbetrieb betrieben wird.

Vorteilhaft weist die schaltbare Freilaufkupplung eine zweite Freilaufvorrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, das Hohlrad drehfest mit dem Gehäuse zu verbinden, wenn der Rotor in einem Vorwärts-Schub-Betrieb oder einem Rückwärts-Zug-Betrieb betrieben wird. Mittels der zweiten Freilaufvorrichtung kann bei einem Vorwärtsbetrieb des zugehörigen Kraftfahrzeugs ein rekuperierender Betrieb der elektrischen Maschine sowie bei einem Rückwärtsbetrieb des Kraftfahrzeugs ein antreibender Betrieb der elektrischen Maschine realisiert werden.

Vorteilhaft weist die schaltbare Freilaufkupplung eine Schaltvorrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, die erste Freilaufvorrichtung und/oder die zweite Freilaufvorrichtung zu deaktivieren und zu aktivieren. Bei deaktivierter Freilaufvorrichtung kann durch die jeweilige Freilaufvorrichtung keine drehfeste Verbindung von Hohlrad und Gehäuse hergestellt werden.

Ganz besonders vorteilhaft weist die schaltbare Freilaufkupplung die erste Freilaufvorrichtung und die zweite Freilaufvorrichtung sowie die Schaltvorrichtung auf, wobei die Schaltvorrichtung speziell dazu ausgebildet ist, die zweite Freilaufvorrichtung zu aktivieren und zu deaktivieren. Bei dieser Ausgestaltung kann Vorwärts-Schub-Betrieb über die erste Freilaufvorrichtung erfolgen. Außerdem kann, wenn gewünscht, über die zweite Freilaufvorrichtung ein rekuperierender Betrieb der elektrischen Maschine im Vorwärtsbetrieb des Kraftfahrzeugs erfolgen, wenn nämlich die zweite Freilaufvorrichtung mittels der Schaltvorrichtung aktiviert ist. Ebenso kann bei mittels der Schaltvorrichtung aktivierter zweiter Freilaufvorrichtung ein Rückwärts-Zug-Betrieb des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Bei mittels der Schaltvorrichtung deaktivierter zweiter Freilaufvorrichtung kann dagegen das Hohlrad bei einem Vorwärts-Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs von dem Gehäuse getrennt werden, so dass ein Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs in Vorwärtsrichtung zum Beispiel bei stehendem Rotor realisiert werden kann.

Der Aktor ist vorteilhaft dazu ausgebildet, die Schaltvorrichtung zu betätigen. Bei dem Aktor handelt es sich zum Beispiel um einen hydraulischen Aktor, wie zum Beispiel einen Hydraulikzylinder, oder um einen elektromechanischen Aktor, wie zum Beispiel einen Stellmotor.

Die schaltbare Freilaufkupplung kann gemäß einer besonders günstigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug eine Schaltscheibe aufweisen, wobei der Aktor dazu ausgebildet ist, diese rotatorisch zu bewegen. Die Schaltscheibe ist dann Teil der Schaltvorrichtung. Die schaltbare Freilaufkupplung kann insbesondere in der in dem eingangs genannten Stand der Technik der DE 10 2019 114 139 B3 beschriebenen Art ausgebildet sein.

Der Aufbau der Schaltscheibe kann dabei bevorzugt so gestaltet werden, dass nur eine der Richtungen schaltbar ist, nämlich die Zug-Rückwärts-Richtung, gleichbedeutend mit der Schub-Vorwärts-Richtung. Damit ist dann ein Rückwärts-Fahren und eine Vorwärts- Rekuperation möglich. Eine Schaltbarkeit für die Zug-Vorwärts-Richtung, gleichbedeutend mit der Schub-Rückwärts-Richtung, wird an sich nicht unbedingt benötigt. Damit ließe sich zwar in der Rückwärtsfahrt bei hoher Geschwindigkeit, also einem Rückwärts- Schubbetrieb das Rad vom Abtrieb trennen, dies wird aber in der Praxis nicht benötigt, so dass der Aufbau entsprechend vereinfacht werden kann.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der elektrischen Antriebsvorrichtung kann es ferner vorsehen, dass der Aktor der schaltbaren Freilaufkupplung in dem Gehäuse oder an dem Gehäuse angeordnet ist. Ein solcher im oder am Gehäuse angeordneter Aktor ist leicht zugänglich, falls eine Wartung oder dergleichen notwendig werden sollte. Der Aktor kann gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung insbesondere radial außerhalb der Kupplungshälften und axial überlappend zu zumindest einer der Kupplungshälften angeordnet sein. Hierdurch wird wieder in axialer Richtung Bauraum eingespart und durch den radial außenliegenden Aktor eine einfache und bei Bedarf gut zu wartende Betätigung der Schaltscheibe ermöglicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsvorrichtung ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur näher dargestellt ist.

Die einzige beigefügte Figur zeigt dabei eine schematische Schnittdarstellung durch einen für die Erfindung relevanten Teil einer elektrischen Antriebsvorrichtung. In der Darstellung der Figur 1 ist eine elektrische Antriebsvorrichtung 1 in einem Ausschnitt dargestellt. Der Ausschnitt ist dabei oberhalb der Drehachse A dargestellt, welche auch die axiale Richtung a sowie die radiale Richtung r entsprechend definiert. Ein Rotor 3 einer elektrischen Maschine 2 dreht um diese Drehachse A. Die elektrische Maschine 2 ist dabei in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Axialflussmaschine ausgebildet. Der Rotor 3, von welchem hier nur die rechts in der elektrischen Maschine 2 bzw. rechts von einem Stator 30 liegende Hälfte entsprechend dargestellt ist, ist über ein Wälzlager 6 gegenüber einem Gehäuse 5 gelagert. Er ist drehfest mit einer Rotorwelle 4 verbunden, welche mehrteilig ausgeführt ist. Sie ist mittelbar über das als Schrägkugellager ausgebildete Wälzlager 6 des Rotors 3 gelagert und ist ferner über ein Nadellager 28 am Gehäuse abgestützt.

Auf der in axialer Richtung a abgewandten Seite der elektrischen Maschine 2 ist ein Abtrieb 7 zu einem Rad des Kraftfahrzeugs dargestellt. Dieser Abtrieb 7 ist dabei über die Abtriebswelle 18 mittels einer mit 19 bezeichneten Keilwellenverzahnung drehfest mit einem Planetenradträger 8 als abtreibendem Element einer Planetenübersetzungsstufe 13 verbunden.

In der hier dargestellten besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die elektrische Antriebsvorrichtung 1 derart ausgebildet, dass die elektrische Maschine 2 somit nur ein einziges Rad des Kraftfahrzeuges antreibt. Eine komplette elektrisch angetriebene Achse des Kraftfahrzeuges enthält somit vorteilhaft zwei erfindungsgemäße elektrische Antriebsvorrichtungen 1.

Der Planetenträger 8 weist in axialer Richtung in Richtung der elektrischen Maschine 2 überstehende Planetenradbolzen 9 auf. Planetenräder 10, von welchen hier eines zu erkennen ist, sind über eine Planetenradlagervorrichtung 33, welche hier in Form von zwei Schrägkugellagern 33.1 und 33.2 ausgebildet ist, auf diesen Planetenradbolzen 9 gelagert. Mit den Planetenrädern 10 kämmt radial innen ein Sonnenrad 11 , welches hier vorteilhaft durch eine Verzahnung der Rotorwelle 4 ausgebildet ist. Die Planetenübersetzungsstufe 13 weist außer dem Sonnenrad 11 und dem Planetenträger 10 ein Hohlrad 12 auf. Die Planetenübersetzungsstufe 13 ist zur Wandlung des Drehmoments zwischen dem Rotor 3 und dem Abtrieb 7 ausgebildet. Das Hohlrad 12 verzichtet dabei auf eine eigene unmittelbare Wälzlagerung gegenüber dem Gehäuse oder gegenüber anderen Bauteilen und stützt sich stattdessen mittelbar über die Schrägkugellager 33.1 und 33.2 der Planetenräder 10 sowie über Lager 14.1 und 14.2 des Planetenradträgers 8 an dem Gehäuse 5 ab. Mittels der Lager 14.1 und 14.2 ist der Planetenradträger 8 unmittelbar gegenüber dem Gehäuse gelagert.

Um sicherzustellen, dass das Hohlrad 12 in axialer Richtung a keine wesentlichen Bewegungen ausführen kann, ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel am Gehäuse 5 ein Axialführungsring 15 vorgesehen, welcher eine im Querschnitt u-förmige Kontur aufweist, sodass zwei Schenkel nach radial außen ragen und die u-förmige Kontur radial außen offen ist. Der Axialführungsring 15 ist axial fest und drehfest mit dem Gehäuse 5 verbunden und ist koaxial zu der Drehachse A angeordnet. In die u-förmige Kontur des Axialführungsrings 15, welche keine Wälzlagerung sondern lediglich eine Unterstützung der Führung darstellt, da eine hochwertige Axiallagerung hier nicht notwendig ist, ragt ein Führungsabschnitt 16, welcher als scheibenringförmiger Fortsatz eines Anbindungselements 24 ausgebildet ist. Das Anbindungselement 24 ist mit dem Hohlrad 12 drehfest verbunden und läuft dementsprechend mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie das Hohlrad 12 um.

Die elektrische Antriebsvorrichtung 1 in der Darstellung der Figur 1 umfasst außerdem eine schaltbare Freilaufkupplung 20 mit einer ersten Kupplungshälfte 21 und einer zweiten Kupplungshälfte 22. Die erste Kupplungshälfte 21 ist als ein Ring ausgebildet und über einen Freilaufträger 23 drehfest mit dem Gehäuse 5 verbunden. Die zweite Kupplungshälfte 22 ist als Ringscheibe mit einer Innenverzahnung ausgebildet, welche auf einem Anbindungselement 24 sitzt und durch die Verzahnung drehfest mit diesem verbunden ist. Das Anbindungselement 24 weist einen Zylinderabschnitt 27 auf, welcher drehfest mit der Tellereinheit 17 verbunden, wodurch die zweite Kupplungshälfte 22 mittelbar über das Anbindungselement 24 und die Tellereinheit 17 drehfest mit dem Hohlrad 12 verbunden ist. Die schaltbare Freilaufkupplung 20 wirkt also auf das Hohlrad 12, sodass dieses entweder freigegeben oder im Schub- oder Zugbetrieb, je nach Schaltstellung einer als Schaltvorrichtung 25 genutzten Schaltscheibe, eine Verbindung zwischen dem Hohlrad 12 und dem Gehäuse 5 sperrt oder freigibt. Die Schaltvorrichtung 25 lässt sich über einen Aktor 26 betätigen, wobei dieser Aktor 26, welcher mit der Schaltvorrichtung 25 über die gestrichelt angedeutete Verbindung in Wirkverbindung steht, sich radial außerhalb der schaltbaren Freilaufkupplung 20 in dem Gehäuse 5 befindet.

Die schaltbare Freilaufkupplung 20 ist dabei aus konstruktiven Gründen an der gezeigten Position zwischen dem Hohlrad 12 und dem Gehäuse 5 angeordnet, so dass die erste Kupplungshälfte 21 drehfest mit dem Gehäuse 5 verbunden ist. Wenn die zweite Kupplungshälfte 22 von der ersten Kupplungshälfte 21 und damit von dem Gehäuse 5 entkoppelt ist hält die Schaltscheibe 25 analog zu dem Aufbau der DE 10 2019 114 139 B3 die entsprechenden Sperrklinken nieder. Dies ist im Vorwärts- Schubbetrieb dann der Fall, wenn die Vorwärts-Schubseite deaktiviert ist. Dabei kann in dem Freilauf 16 insbesondere zwischen den beiden Kupplungshälften 21 , 22 eine nicht schaltbare Freilauffunktion angeordnet werden. Zwischen der zweiten Kupplungshälfte 22 und dem Gehäuse 5 bzw. dem gehäusefesten Freilaufträger 23 liegt dann die Schaltscheibe 25, welche je nach Schaltstellung gefederte Sperrklinken die in die entgegengesetzte Drehrichtung der Freilauffunktion zwischen den Kupplungshälften 21, 22 wirken, je nach Schaltstellung freigegeben oder niedergehalten. Damit ergeben sich zwei Schaltzustände. Ein Freilaufzustand, und ein vollständig gekoppelte Bremszustand, in welchem beide Richtungen gesperrt sind.

Dieser Aufbau, bei welchem kein eigenes Lager für das Hohlrad 12 vorhanden ist, sondern lediglich eine Axialführung über den Axialführungsring 15 vorgesehen ist, erlaubt durch die Verschachtelung der Elemente, welche insbesondere durch die Tellereinheit 17, dem Zylinderabschnitt als Anbindungselement 24 sowie dem Führungsabschnitt 16 möglich wird, einen sehr kompakten Aufbau sowohl in axialer als auch in radialer Richtung der elektrischen Antriebsvorrichtung 1.

Bei dem vorteilhaften Aufbau der Ausführung der Fig. 1 ist die Tellereinheit 17 des Anbindungselementes 24 hinsichtlich der axialen Richtung a auf einer der elektrischen Maschine 2 abgewandten Seite der Planetenübersetzungsstufe 13 angeordnet. Außerdem ist der Zylinderabschnitt 27 hinsichtlich der axialen Richtung auf einer der Planetenübersetzungsstufe 13 abgewandten Seite der Tellereinheit 17 angeordnet. Der Führungsabschnitt 16 ist axial überlappend und radial innerhalb zu dem Zylinderabschnitt 27 angeordnet, wobei die u-förmige Kontur des Axialführungsringes 15 nach radial außen hin offen ist, so dass der Führungsabschnitt 16 nach radial innen in den Axialführungsring 15 eingreift. Der Axialführungsring 15 ist, bezogen auf die Drehachse A, vorteilhaft in einem radial inneren Randbereich der Planetenradbolzen 9 angeordnet, so dass ein durch den Axialführungsring 15 angedeuteter Kreis radial innerhalb eines Kreises liegt, der koaxial zu der Drehachse A angeordnet ist und dessen Kreislinie die Rotationsachsen der Planetenräder 10 schneiden.

Die schaltbare Freilaufkupplung 20 ist axial überlappend zu dem Zylinderabschnitt 27 und auch axial überlappend zu dem Axialführungsring 15 angeordnet, wobei die schaltbare Freilaufkupplung 20 radial außerhalb des Zylinderabschnittes 27 angeordnet ist.

Bezugszeichenliste

1 elektrische Antriebsvorrichtung

2 Elektrische Maschine

3 Rotor

4 Rotorwelle

5 Gehäuse

6 Lager (des Rotors)

7 Abtrieb

8 Planetenträger

9 Planetenradbolzen

10 Planetenräder

11 Sonnenrad

12 Hohlrad

13 Planetenübersetzungsstufe

14.1 , 14.2 Lager

15 Axialführungsring

16 Führungsabschnitt

17 Tellereinheit

18 Abtriebswelle

19 Keilwellenverzahnung

20 schaltbare Freilaufkupplung

21 erste Kupplungshälfte

22 zweite Kupplungshälfte

23 Freilaufträger

24 Anbindungselement

25 Schaltscheibe

26 Aktor

27 Zylinderabschnitt (von 24)

28 Nadellager

30 Stator

A Drehachse a Axiale Richtung

R Radiale Richtung