Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb für ein Fahrzeug mit zu mindest einer elektrischen Maschine. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb.

Beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2016 209 409 A1 ist eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine mit einem basisfesten Stator und einem radial innerhalb des Stators drehbaren Rotor bekannt, der von einer Ro torwelle getragen wird. Die Rotorwelle ist einerseits mittels eines Rotorwellenlagers und andererseits über ein an der Basis abgestütztes Planetengetriebe drehbar gela gert. Hierbei sind die Rotorwelle und eine als Sonnenradwelle ausgeführte Getriebe welle einteilig ausgeführt. Aufgrund der einteiligen Ausführung von Rotorwelle und Getriebewelle ergibt sich ein notwendigerweise großer Außendurchmesser. Hier durch ergeben sich nicht nur höhere Verluste, sondern auch höhere Herstellungskos ten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Antrieb und ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb vorzuschlagen, welche möglichst geringe Verluste und geringe Herstellungskosten gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 11 gelöst, wobei sich vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.

Somit wird ein elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug mit zumindest einer elektrischen Maschine vorgeschlagen. Um möglichst geringe Verluste und geringe Herstellungs kosten zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass eine Rotorwelle der elektrischen Ma schine mit einer Getriebewelle über eine Steckverzahnung gekoppelt ist, wobei die Rotorwelle über die Steckverzahnung und über ein erstes Festlager an dem der Steckverzahnung abgewandten Ende der Rotorwelle gelagert ist und wobei die Ge triebewelle über ein zweites Festlager und ein Loslager gelagert ist. Demzufolge ergibt sich bei dem vorgeschlagenen elektrischen Antrieb eine beson ders effiziente Lagerung, da insbesondere die Rotorwelle über die Steckverzahnung an der Getriebewelle abgestützt wird, ohne dass ein zusätzliches Lager erforderlich ist. Hierdurch reduzieren sich auch die Verluste bei dem elektrischen Antrieb insbe sondere bei niedrigen Temperaturen. Zudem kann eine axiale Vorspannung entfallen und insgesamt die Leistungsdichte bei dem elektrischen Antrieb erhöht werden. Fer ner ergibt sich eine kostengünstige und einfachere Montage, sodass nicht nur der Wirkungsgrad erhöht wird, sondern auch die Herstellungskosten bei dem elektri schen Antrieb verringert werden.

Besonders vorteilhaft ist es bei dem vorgeschlagenen elektrischen Antrieb, dass der Außendurchmesser vorzugsweise im Bereich der Los- und Festlager der Getriebe welle kleiner als der Außendurchmesser vorzugsweise im Bereich des Festlagers der Rotorwelle ist. Da die Lager der Rotorwelle im Gegensatz zu den Lagern der Getrie bewelle geringer dimensioniert werden können, ergibt sich insgesamt ein geringerer Durchmesser der elektrischen Maschine, welches den Bauraumbedarf reduziert. Zu gleich steht für die größer zu dimensionierenden Lager der Getriebewelle mehr Bau raum zur Verfügung. Darüber hinaus werden die Herstellungskosten reduziert, weil durch die im Gegensatz zur Rotorwelle notwendigerweise aus höherwertigem Werk stoff bestehende Getriebewelle durch den geringeren Außendurchmesser die Werk stoffkosten insgesamt reduziert werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist bei dem elektrischen Antrieb eine Steck verzahnung an den einander zugewandten Enden der Getriebewelle und der Rotor welle zur drehfesten Verbindung vorgesehen. Es sind verschiedene konstruktive Ausführungen der Steckverzahnung denkbar. Besonders vorteilhaft zur Reduzierung des Außendurchmessers ist es, wenn beispielsweise das der Getriebewelle zuge wandte Ende der Rotorwelle einen Zapfenabschnitt mit Außenverzahnung als Teil der Steckverzahnung aufweist und wenn das der Rotorwelle zugewandte Ende der Getriebewelle einen Nabenabschnitt oder dergleichen mit Innenverzahnung als Teil der Steckverzahnung aufweist, wobei der Zapfenabschnitt der Rotorwelle durch eine Durchmesserstufe oder dergleichen an der Rotorwelle gebildet wird. Ebenso ist es möglich, dass der Zapfenabschnitt an der Getriebewelle und der Nabenabschnitt an der Rotorwelle ausgeführt werden. Als Innen- und Außenverzahnung können beliebig gestaltete Verzahnungen eingesetzt werden, die es ermöglichen, dass die Rotorwelle und die Getriebewelle drehtest miteinander verbunden werden.

Unabhängig von der jeweiligen Ausführung der Steckverzahnung an der Rotorwelle und der Getriebewelle kann in besonders vorteilhafter Weise die Durchmesserstufe mit dem reduzierten Außendurchmesserbereich an der Rotorwelle oder der Getriebe welle genutzt werden, um diesem Bereich zumindest ein Dichtelement oder derglei chen zuzuordnen. Demzufolge wird die Dichtfunktion zwischen dem Getriebebereich und dem Rotorbereich auf einem möglichst geringen Durchmesser kostengünstig er möglicht. Als Dichtelement kann beispielsweise ein Radialwellendichtring oder der gleichen eingesetzt werden, mit dem radial gedichtet wird.

Hinsichtlich der Festlager und der Loslager können beliebige Lager eingesetzt wer den. Beispielsweise können für die Festlager kostengünstigere Kugellager bzw. Ril lenkugellager eingesetzt werden, während für das Loslager zum Beispiel ein Zylin derrollenlager eingesetzt wird.

Im Rahmen der Erfindung kann bei dem elektrischen Antrieb aufgrund der bauraum sparenden Lagerung zumindest ein Stirnrad oder eine Stirnradstufe z. B. als Teil ei ner Übersetzung oder dergleichen zum Verbinden mit einem Abtrieb vorzugsweise zwischen dem Loslager und dem Festlager der Getriebewelle zugeordnet werden. Das Stirnrad als Getriebebauteil kann beispielsweise eine Übersetzungsstufe oder dergleichen bilden.

Ferner ist es bei dem vorgeschlagenen elektrischen Antrieb möglich der Getriebe welle oder der Rotorwelle ein Parksperrenrad einer Parksperrenanordnung zuzuord nen, sodass der Antrieb und damit auch der Abtrieb des Fahrzeuges bei eingelegter Parksperre blockiert werden kann.

Besonders vorteilhaft hinsichtlich der Lebensdauer ist es, wenn bei dem vorgeschla genen elektrischen Antrieb die Steckverzahnung mit einer Schmiermittel- bzw. Ölver sorgung verbunden ist. Vorzugsweise kann bzw. können hierzu die Getriebewelle oder die Rotorwelle oder alternativ sowohl die Rotorwelle als auch die Getriebewelle eine Axialbohrung bzw. allgemein einen Fluidkanal oder dergleichen zur Schmiermit telversorgung der Steckverzahnung aufweisen. Der Fluidkanal oder die Fluidkanäle können mit der geometrischen Mittelachse der genannten Wellen zusammenfallen oder parallel oder windschief zur Mittelachse verlaufen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass auch ein Fahrzeug mit dem vorbe schriebenen elektrischen Antrieb beansprucht wird. Flieraus ergeben sich die bereits beschriebenen Vorteile und weitere Vorteile.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teilansicht einer ersten Ausführungsvariante eines erfin dungsgemäßen elektrischen Antriebes;

Fig. 2 eine schematische Teilansicht einer zweiten Ausführungsvariante des elektri schen Antriebes mit einer veränderten Lageranordnung;

Fig. 3 eine schematische Teilansicht einer dritten Ausführungsvariante des elektri schen Antriebes mit einer alternativ ausgeführten Steckverzahnung;

Fig. 4 eine schematische Teilansicht einer vierten Ausführungsvariante des elektri schen Antriebes mit einem Radialwellendichtring im Bereich der Steckverzah nung;

Fig. 5 eine schematische Teilansicht einer fünften Ausführungsvariante des elektri schen Antriebes mit einem Parksperrenrad an einer Getriebewelle;

Fig. 6 eine schematische Teilansicht einer sechsten Ausführungsvariante des elektri schen Antriebes mit einer alternativen Anordnungsposition des Parksperrenra des an der Getriebewelle;

Fig. 7 eine schematische Teilansicht einer siebenten Ausführungsvariante des elektrischen Antriebes mit einerweiteren alternativen Anordnungsposition des Parksperrenrades an der Getriebewelle; Fig. 8 eine schematische Teilansicht einer achten Ausführungsvariante des elektri schen Antriebes mit einer nächsten alternativen Anordnungsposition des Park sperrenrades an der Getriebewelle;

Fig. 9 eine schematische Teilansicht einer neunten Ausführungsvariante des elektri schen Antriebes mit dem Parksperrenrad an einer Rotorwelle; und Fig.10 eine schematische Teilansicht einer zehnten Ausführungsvariante des elektri schen Antriebes mit einer alternativen Anordnungsposition des Parksperrenra des an der Rotorwelle.

In den Figuren 1 bis 10 sind verschiedene Ausführungsvarianten eines elektrischen Antriebes für ein Fahrzeug mit zumindest einer elektrischen Maschine beispielhaft dargestellt.

Unabhängig von den jeweiligen Ausführungsvarianten umfasst der elektrische An trieb unter anderem eine Rotorwelle 1 , die einen Rotor trägt, der koaxial zu einem nicht weiter dargestellten Stator der elektrischen Maschine in einem Gehäuse ange ordnet ist. Die Rotorwelle 1 ist über eine Steckverzahnung 2 mit einer Getriebewelle 3 verbunden. Die Getriebewelle 3 ist beispielsweise über ein Stirnrad 4 letztendlich mit einem nicht weiter dargestellten Abtrieb verbunden, wobei das Stirnrad 4 bei spielsweise Teil einer Übersetzungs- bzw. einer Getriebestufe sein kann.

Über die Steckverzahnung 2 sind die Rotorwelle 1 und die Getriebewelle 3 drehfest miteinander verbunden, wobei die Rotorwelle 1 einerseits über die Steckverzahnung 2 und andererseits über ein erstes Festlager 5 an dem der Steckverzahnung 2 abge wandten Ende der Rotorwelle 1 gelagert ist. Ferner ist bei dem vorgeschlagenen elektrischen Antrieb die Getriebewelle 3 einerseits über ein zweites Festlager 6 und andererseits über ein Loslager 7 gelagert. Flierdurch ergibt sich eine besonders kos tengünstige und effiziente Lagerung bei der elektrischen Maschine.

Dadurch, dass der Außendurchmesser der Getriebewelle 3 kleiner als der Außen durchmesser der Rotorwelle 1 ist, ergeben sich weitere Vorteile hinsichtlich Herstel lungskosten und Montage bei dem vorgeschlagenen elektrischen Antrieb. Gemäß der Figuren 1 und 2 sowie 4 bis 10 ist vorgesehen, dass das der Getriebe welle 3 zugewandte Ende der Rotorwelle 1 einen Zapfenabschnitt 8 mit einer Außen verzahnung als Teil der Steckverzahnung 2 aufweist und dass das der Rotorwelle 1 zugewandte Ende der Getriebewelle 3 einen Nabenabschnitt 9 mit einer Innenver zahnung als Teil der Steckverzahnung 2 aufweist, wobei der Zapfenabschnitt 8 der Rotorwelle 1 durch eine Durchmesserstufe 10 an der Rotorwelle 1 gebildet wird.

Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante des elektrischen Antriebes bei der bei spielhaft dem der Steckverzahnung 2 abgewandten Ende der Getriebewelle 3 ein Zy linderrollenlager als Loslager 7 und dem der Steckverzahnung 2 zugewandten Ende der Getriebewelle 3 ein Rillenkugellager als zweites Festlager 6 zugeordnet sind. Ferner ist dem der Steckverzahnung 2 abgewandten Ende der Rotorwelle 1 ein Ril lenkugellager als erstes Festlager 5 zugeordnet. Zudem ist für alle hier beschriebe nen Ausführungsvarianten beispielhaft eine zentral angeordnete Axialbohrung 14 zur Ölversorgung der Steckverzahnung 2 in der Getriebewelle 3 und ebenso in der Ro torwelle 1 angedeutet.

In Figur 2 wird bei einer zweiten Ausführungsvariante des elektrischen Antriebes im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante vorgesehen, dass die Anordnungsposi tion von dem zweiten Festlager 6 und dem Loslager 7 an der Getriebewelle 3 ver tauscht wird.

In Figur 3 ist im Rahmen einer dritten Ausführungsvariante im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante dargestellt, dass das der Getriebewelle 3 zugewandte Ende der Rotorwelle 1 einen Nabenabschnitt 9A mit einer Innenverzahnung als Teil der Steck verzahnung 2 aufweist und dass das der Rotorwelle 1 zugewandte Ende der Getrie bewelle 3 einen Zapfenabschnitt 8A mit einer Außenverzahnung als Teil der Steck verzahnung 2 aufweist, wobei der Zapfenabschnitt 8A der Getriebewelle 3 durch eine Durchmesserstufe 11 der Getriebewelle vorgesehen ist.

Figur 4 zeigt eine vierte Ausführungsvariante des elektrischen Antriebes, bei der im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante vorgesehen ist, dass dem reduzierten Außendurchmesserbereich der Durchmesserstufe 10 an der Rotorwelle 1 ein Dich telement zum Beispiel als Radialwellendichtring 12 zugeordnet ist.

Die Figuren 5 bis 10 zeigen verschiedene Anordnungsvarianten eines Parksperrenra des 13 an der Rotorwelle 1 oder an der Getriebewelle 3 des elektrischen Antriebes.

Figur 5 zeigt eine fünfte Ausführungsvariante des elektrischen Antriebes, bei der das Parksperrenrad 13 an der Getriebewelle 3 zwischen dem Loslager 7 und dem zwei ten Festlager 6 angeordnet ist.

Figur 6 zeigt eine sechste Ausführungsvariante des elektrischen Antriebes, bei der das Parksperrenrad 13 an der Getriebewelle 3 axial gesehen außerhalb des Losla gers 7 und des zweiten Festlagers 6 angeordnet ist. Das Parksperrenrad 13 ist dem der Steckverzahnung 2 abgewandten Ende der Getriebewelle 3 zugeordnet.

In Figur 7 ist eine siebente Ausführungsvariante des elektrischen Antriebes darge stellt, bei der das Parksperrenrad 13 ebenfalls axial gesehen innerhalb des Loslagers 7 und des zweiten Festlagers 6 angeordnet ist. Im Unterschied zu der fünften Aus führungsvariante ist das Parksperrenrad 13 axial gesehen gegenüberliegend an dem Stirnrad 4 der Getriebewelle 3 zugeordnet.

Figur 8 zeigt eine achte Ausführungsvariante des elektrischen Antriebes, bei der im Unterschied zur sechsten Ausführungsvariante das Parksperrenrad 13 an dem der Steckverzahnung 2 zugewandten Ende der Getriebewelle 3 angeordnet ist.

In Figur 9 ist eine neunte Ausführungsvariante des elektrischen Antriebes dargestellt, bei der das Parksperrenrad 13 dem Zapfenabschnitt 8 der Rotorwelle 1 zugeordnet ist.

Figur 10 zeigt eine zehnte Ausführungsvariante des elektrischen Antriebes, bei der das Parksperrenrad 13 dem der Steckverzahnung 2 abgewandten Ende der Rotor welle 1 zugeordnet ist. Bezugszeichen Rotorwelle Steckverzahnung Getriebewelle Stirnrad erstes Festlager an der Rotorwelle zweites Festlager an der Getriebewelle Loslager an der Getriebewelle Zapfenabschnitt an der Rotorwelle A Zapfenabschnitt an der Getriebewelle Nabenabschnitt an der Getriebewelle A Nabenabschnitt an der Rotorwelle 0 Durchmesserstufe der Rotorwelle 1 Durchmesserstufe an der Getriebewelle 2 Radialwellendichtring 3 Parksperrenrad 4 Axialbohrung zur Ölversorgung der Steckverzahnung