DE102011088669B4 - Drive device with an electric drive machine and with a parking brake - Google Patents

Drive device with an electric drive machine and with a parking brake Download PDF

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Abstract

Antriebsvorrichtung (1) eines Fahrzeugs mit wenigstens einer elektrischen Antriebsmaschine (2), mit wenigstens einem Getriebe (3), mit einem Differenzial (5) und mit einer Parksperre, wobei eine Rotorwelle (2a) der Antriebsmaschine (2) über das Getriebe (3) mit dem Differenzial (5) leistungsübertragend verbunden ist und von dem Differenzial (5) Abtriebswellen (28, 29) ausgehen, und wobei die Antriebsmaschine (2), das Getriebe (3), eine Schaltkupplung (4) und das Differenzial (5) koaxial in Reihe nebeneinander angeordnet sind und gemeinsam als Hauptachse eine Rotationsachse (10) aufweisen, und das Getriebe als Planetentrieb (3) ausgebildet ist, wobei eine Anschlusswelle des Planetentriebs (3) mit der Rotorwelle (2a) der elektrischen Antriebsmaschine (2) verbunden ist, wobei durch die Parksperre ein Differenzialkorb (25') gegenüber dem Fahrzeug gegen Rotation gesperrt ist, und dabei die Parksperre eine Schaltmuffe (11) und eine Betätigungseinrichtung für die Schaltmuffe (11) aufweist, und dabei die Schaltmuffe (11) verschiebbar und drehstarr zu dem Fahrzeug und in eine Parksperrenposition (P) verschiebbar in der Antriebsvorrichtung (1) angeordnet ist, und wobei in der Parksperrenposition (P) mittels der Schaltmuffe (11) eine formschlüssig erste drehstarre Wirkverbindung zwischen dem Differenzialkorb (25') und dem Fahrzeug aktiviert ist, indem die Schaltmuffe (11) in der Parksperrenposition (P) formschlüssig drehstarr mit dem Differenzialkorb (25') wirkverbunden ist und dabei die Schaltmuffe (11) mittels der Betätigungseinrichtung (51) aus dieser Parksperrenposition (P) in eine erste Schaltposition (N) und wieder zurück in die Parksperrenposition (P) oder in eine zweite Schaltposition (D) verschiebbar ist, wobei mit der Schaltmuffe (11) in der ersten Schaltposition (N) die erste drehstarre Wirkverbindung gelöst ist und die Schaltmuffe (11) in der zweiten Schaltposition (D) drehstarr mit wenigstens einer Anschlusswelle (7) des Planetentriebs (3) verbunden ist.Drive device (1) of a vehicle with at least one electric drive machine (2), with at least one transmission (3), with a differential (5) and with a parking lock, wherein a rotor shaft (2a) of the drive machine (2) via the transmission (3 ) is connected to transmit power to the differential (5) and from the differential (5) output shafts (28, 29) go out, and wherein the prime mover (2), the transmission (3), a clutch (4) and the differential (5) coaxially arranged in series next to each other and together have a rotation axis (10) as the main axis, and the transmission is designed as a planetary drive (3), wherein a connecting shaft of the planetary drive (3) with the rotor shaft (2a) of the electric drive machine (2) is connected , wherein by the parking lock a differential cage (25 ') is locked against rotation against the vehicle, while the parking brake a shift sleeve (11) and an actuator for the shift sleeve (11) have t, and while the shift sleeve (11) slidably and torsionally rigid to the vehicle and in a parking lock position (P) displaceable in the drive device (1) is arranged, and wherein in the parking lock position (P) by means of the shift sleeve (11) a form-fitting first torsionally rigid Actual connection between the differential cage (25 ') and the vehicle is activated by the shift sleeve (11) in the parking lock position (P) positively lockingly rotationally rigidly connected to the differential cage (25') and thereby the shift sleeve (11) by means of the actuating device (51) from this parking lock position (P) in a first shift position (N) and back into the parking brake position (P) or in a second shift position (D) is displaceable, wherein with the shift sleeve (11) in the first shift position (N), the first torsionally rigid Active connection is released and the shift sleeve (11) in the second switching position (D) is rotationally rigidly connected to at least one connecting shaft (7) of the planetary drive (3).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung eines Fahrzeugs mit wenigstens einer elektrischen Antriebsmaschine, mit wenigstens einem Getriebe, mit einem Differenzial und mit einer Parksperre, wobei eine Rotorwelle der Antriebsmaschine über das Getriebe mit dem Differenzial leistungsübertragend verbunden ist und von dem Differenzial Abtriebswellen ausgehen, wobei durch die Parksperre ein Differenzialkorb gegenüber dem Fahrzeug gegen Rotation gesperrt ist.The invention relates to a drive device of a vehicle with at least one electric drive machine, with at least one transmission, with a differential and with a parking lock, wherein a rotor shaft of the prime mover is connected via the transmission with the differential power transmitting and emanating from the differential output shafts, said Parking lock a differential basket opposite the vehicle is locked against rotation.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Parksperren werden in Fahrzeugen eingesetzt, deren Antriebsstränge die klassischen Automatik-Wandlergetriebe oder elektromechanisch betätigte (automatisierte) Schaltgetriebe aufweisen. Weiterhin sind die Parksperren in Antriebssträngen mit Hybridantrieben bzw. in ausschließlich elektromotorisch betriebenen Antriebssträngen eingesetzt.Parking locks are used in vehicles whose drive trains have the classic automatic converter transmissions or electromechanically actuated (automated) manual transmissions. Furthermore, the parking locks are used in drive trains with hybrid drives or in exclusively electric motor driven drive trains.

Mit der Parksperre werden die Antriebsräder des Fahrzeugs bei dessen Stillstand mechanisch blockiert. Die Parkstellung dient als Schutz gegen Wegrollen, nicht als Betriebsbremse. Im Parksperrmodus ist das Fahrzeug insbesondere an Steigungen gegen ungewolltes Wegrollen gesperrt. In der Regel ist die Parksperre durch Schalten in die Stellung „P“ des Schalthebels eingerückt. Einige Hybrid- oder Elektrofahrzeuge lassen sich nur aus dieser Stellung starten.With the parking brake, the drive wheels of the vehicle are mechanically blocked when it is stationary. The parking position serves as protection against rolling away, not as a service brake. In parking lock mode, the vehicle is locked especially on slopes against unwanted rolling away. As a rule, the parking lock by switching to the position " P "Of the shift lever engaged. Some hybrid or electric vehicles can only be started from this position.

Mit der Parksperre wird ein Antriebsleistungen übertragendes und mit den antreibenden Fahrzeugrädern gekoppeltes Getriebebauteil gegenüber dem Fahrzeug gegen Verdrehen starr gesperrt. Zu Parksperren gehören Betätigungseinrichtungen die die Sperre auslösen und die mit dem Schalthebel im Fahrzeug gekoppelt sind, und ein Sperrmechanismus, von dem z.B. im Betriebszustand „P“ eine Sperrklinke in einem Klinkenrad verrastet ist.With the parking brake, a drive power transmitting and coupled to the driving vehicle transmission component is rigidly locked against twisting against the vehicle. Parking locks include actuators which actuate the lock and which are coupled to the shift lever in the vehicle, and a lock mechanism, of which e.g. in the operating state "P" a pawl is locked in a ratchet wheel.

Das Klinkenrad ist zum Beispiel mit einer Welle drehstarr gekoppelt bzw. an dieser ausgebildet, über die Leistungen an ein Fahrzeugrad oder an eine Achse mit zwei angetriebenen Fahrzeugrädern übertragbar sind. Die Wellen sind Getriebewellen, wie Ausgangswellen eines Wechselgetriebes, oder sind Summenwellen von Planetentrieben und Differenzialen oder Antriebswellen. Die Sperrklinke ist ortsfest an dem Fahrzeug, beispielsweise gegenüber einem Gehäuse des Getriebes, schwenkbar gelagert und verrastet federbelastet in der Sperrverzahnung.The ratchet wheel is, for example, rotationally rigidly coupled to or formed on a shaft via which power can be transmitted to a vehicle wheel or to an axle with two driven vehicle wheels. The shafts are gear shafts, such as output shafts of a gearbox, or are sum shafts of planetary gears and differentials or drive shafts. The pawl is fixed to the vehicle, for example, relative to a housing of the transmission, pivotally mounted and latched spring loaded in the locking teeth.

US 5 396 968 A beschreibt zum Beispiel eine Antriebsvorrichtung für ein Elektromobil, welche zwei elektromotorische Antriebe und ein Differenzial in einem Gehäuse aufweist, welches an dem Elektromobil fest ist. In dem Differenzial werden die Antriebmomente der Antriebe auf zwei Abtriebswellen verteilt. Die Parksperre weist einen Parksperrenmechanismus auf, der unter anderem aus einer Klinke und aus einem Parksperrenrad gebildet ist. Das Parksperrenrad ist auf den Differenzialkorb geschweißt. Die Klinke ist am Gehäuse der Antriebsvorrichtung fest. Die Parksperre kann durch Betätigung des Schalthebels eingelegt werden. Dabei verrastet die Klinke formschlüssig in dem Parksperrenrad, wodurch der Differenzialkorb und gegenüber dem Gehäuse festgelegt ist. US 5,396,968 A describes, for example, a drive device for a scooter, which has two electric motor drives and a differential in a housing which is fixed to the scooter. In the differential, the drive torques of the drives are distributed to two output shafts. The parking brake has a parking lock mechanism, which is formed, inter alia, a pawl and a parking lock gear. The parking lock wheel is welded to the differential cage. The pawl is fixed to the housing of the drive device. The parking lock can be engaged by operating the shift lever. In this case, the latch locks positively in the parking lock gear, whereby the differential cage and relative to the housing is fixed.

DE 10 2004 050 115 A1 zeigt einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor, einem Planetentrieb, welcher als Verteilergetriebe ausgelegt ist, einem Generator, mit einem elektromotorischen Antrieb, Zahnradstufen, einer Vorgelegewelle, ein Achsdifferenzial, von dem Abtriebswellen zu Fahrzeugrädern führen, und mit einem Parksperrenmechanismus. Die jeweiligen Zahnräder der jeweiligen Zahnradstufen sitzen fest auf Wellen. Der Verbrennungsmotor treibt über das Verteilergetriebe wahlweise die Fahrzeugräder und/oder den Generator an. Die Antriebsleistung fließt über den Planetenträger des Verteilergetriebes auf ein Hohlrad des Verteilergetriebes, welches mit einem Zahnrad einer ersten Zahnradstufe gekoppelt ist. Von der ersten Zahnradstufe fließt die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors über die Vorgelegewelle und über eine zweite Zahnradstufe auf den Differenzialkorb des Achsdifferenzials und von dort auf die Fahrzeugräder. Leistung des elektromotorischen Antriebs wird über eine dritte Zahnradstufe auf die Vorgelegewelle aufgebracht. Auf dem Hohlrad des Verteilergetriebes ist ein Parksperrenrad fest. Bei eingelegter Parksperre wirkt ein Blockiermechanismus formschlüssig auf das Parksperrenrad, wodurch das Hohlrad gegen das Fahrzeug rotationsfest festgelegt ist. Mit dem Hohlrad sind somit auch die erste Zahnradstufe und die Vorgelegewelle blockiert. Da die Vorgelegewelle blockiert ist, sind die dritte Zahnradstufe und der elektromotorische Antrieb auch blockiert. Die Vorgelegewelle hält außerdem die zweite Zahnradstufe fest, so dass der Differenzialkorb gegenüber dem Fahrzeug gegen Rotation gesperrt und die Parksperre aktiviert ist. DE 10 2004 050 115 A1 shows a drive train of a hybrid vehicle with an internal combustion engine, a planetary gear, which is designed as a transfer case, a generator, with an electric motor drive, gear stages, a countershaft, an axle differential, lead from the output shafts to vehicle wheels, and with a parking lock mechanism. The respective gears of the respective gear stages are firmly seated on shafts. The internal combustion engine selectively drives the vehicle wheels and / or the generator via the transfer case. The drive power flows through the planet carrier of the transfer case to a ring gear of the transfer case, which is coupled to a gear of a first gear stage. From the first gear stage, the drive power of the internal combustion engine flows via the countershaft and via a second gear stage to the differential cage of the axle differential and from there to the vehicle wheels. Power of the electric motor drive is applied via a third gear stage on the countershaft. On the ring gear of the transfer case a parking lock gear is fixed. When the parking brake is engaged, a blocking mechanism acts positively on the parking lock gear, whereby the ring gear is fixed against rotation against the vehicle. With the ring gear thus the first gear stage and the countershaft are blocked. Since the countershaft is blocked, the third gear stage and the electric motor drive are also blocked. The countershaft also holds the second gear stage so that the differential cage is locked against rotation with the vehicle and the parking lock is activated.

Die DE 10 2005 022 926 B3 beschreibt eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine, deren Rotorwelle über ein Getriebe mit einem Differenzial verbunden ist, von dem Abtrieswellen ausgehen und der Differenzialkorp über eine Parksperre festgelegt ist, die über eine Schaltmuffe mehrere Schaltpositionen einnehmen kann.The DE 10 2005 022 926 B3 describes a drive device for a vehicle with an electric machine, whose rotor shaft is connected via a gearbox with a differential, emanating from the Ablenkwellen and the Differenzialkorp is set via a parking lock, which can take on a shift sleeve multiple switching positions.

Die DE 10 2009 030 978 A1 beschreibt einen Drehrichtungsumkehrmechanismus für ein Kurbel-CVT-Getriebe, dessen Eingangswelle mit der Ausgangswelle des Kurbel-CVT-Getriebes verbunden ist. Über eine Schalteinrichtung wird die Drehrichtung umgekehrt.The DE 10 2009 030 978 A1 describes a direction of rotation reversing mechanism for a crank-CVT transmission, whose input shaft with the Output shaft of the crank CVT transmission is connected. About a switching device, the direction of rotation is reversed.

Die DE 199 10 576 A1 beschreibt eine Parksperre für ein Schaltgetriebe mit einer in einem Getriebegehäuse drehbar gelagerten Abtriebswelle und einer dazu konzentrisch an einem Parksperrenrad angeordneten Sperrverzahnung und einer konzentrisch angeordneten Gegenververzahnung.The DE 199 10 576 A1 describes a parking brake for a manual transmission with a rotatably mounted in a transmission housing output shaft and concentrically arranged on a parking lock gear locking teeth and a concentrically arranged counter-toothing.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte elektromotorische Antriebseinheit mit einer einfachen mechanischen Parksperre zu schaffen.The object of the invention is to provide a compact electric motor drive unit with a simple mechanical parking lock.

Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.The object is solved according to the subject of claim 1.

Gemäß Erfindung weist die Parksperrenbetätigung eine Schaltmuffe und eine Betätigung für die Schaltmuffe auf. Eine Schaltmuffe ist ein ringförmiges Bauteil welches nach Art einer Klauenkupplung Klauen oder eine Kupplungsverzahnung aufweisen kann. Die Klauen oder die Kupplungsverzahnung sind stirnseitig des Bauteils und/oder innen- bzw. außenumfangsseitig ausgebildet. Darüber hinaus kann die Schaltmuffe auch mit Reibflächen, Reibbelägen und/oder mit weiteren Formschlusselementen versehen sein.According to the invention, the parking brake actuator on a shift sleeve and an actuator for the shift sleeve. A shift sleeve is an annular member which may have claw or a clutch teeth in the manner of a dog clutch. The claws or the coupling teeth are formed on the front side of the component and / or on the inner or outer peripheral side. In addition, the shift sleeve can also be provided with friction surfaces, friction linings and / or with other positive locking elements.

Die Schaltmuffe ist axial in eine Parksperrenposition verschiebbar in der Antriebsvorrichtung angeordnet. Die Parksperrenposition ist die Position, in der die Fahrzeugräder einer getriebenen Achse mittels der Parksperre gegen Rollen am Fahrzeug festgehalten sind. Axial ist gleichgerichtet oder parallel zu Rotationsachsen der Rotorwelle der elektrischen Antriebsmaschine. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schaltmuffe relativ zu dem Bauteil verschiebbar aber rotationsfest zu dem Fahrzeug angeordnet ist und dazu beispielsweise über eine Kerbverzahnung oder einer Keilverbindung formschlüssig drehstarr aber verschiebbar in, auf oder an dem Fahrzeug oder an einem an dem Fahrzeug befestigten Bauteil sitzt oder auf diesem anders gelagert ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Bauteil entweder mit einem Gehäuse der Antriebsvorrichtung fest bzw. drehstarr verbunden oder Bestandteil des Gehäuses der Antriebsvorrichtung ist.The shift sleeve is arranged axially displaceable in a parking lock position in the drive device. The parking lock position is the position in which the vehicle wheels of a driven axle are held against rolling on the vehicle by means of the parking lock. Axial is rectified or parallel to axes of rotation of the rotor shaft of the electric drive machine. According to the invention, it is provided that the shift sleeve is arranged relative to the component displaceable but rotationally fixed to the vehicle and, for example via a serration or a splined connection rotationally rigid but slidably seated in or on the vehicle or on a component attached to the vehicle or on this is stored differently. An advantageous development of the invention provides that the component either fixed to a housing of the drive device or torsionally rigid or is part of the housing of the drive device.

In der Parksperrenposition ist mittels der Schaltmuffe eine formschlüssig erste drehstarre Wirkverbindung zwischen dem Differenzialkorb und dem Fahrzeug aktiviert. „Aktiviert“ heißt, der Auslösevorgang für das Einlegen der Parksperre wird/wurde durch die Schaltmuffe in der Parksperrenposition eingeleitet oder die Parksperre ist direkt eingelegt. Letzteres heißt, dass der Differenzialkorb über die Schaltmuffe drehstarr zum Fahrzeug gehalten ist, was dererfindungsgemäßen Ausgestaltung entspricht. Wirkverbindung heißt, entweder ein direkter formschlüssiger Angriff der Schaltmuffe an der Summenwelle oder indirekt über ein Bauteil oder eine Baugruppe, über welche(s) vorzugsweise eine drehstarre Verbindung alternativ eine getriebliche Verbindung mit der Summenwelle herstellbar ist. Drehmomentfest bzw. drehstarr heißt, dass beide Wellen so miteinander verbunden sind, dass diese nicht mehr um die Rotationsachse relativ zueinander verdrehbar aber möglicherweise beide zusammen um die Rotationsachse rotierbar miteinander gekuppelt sind.In the parking lock position a form-fitting first torsionally rigid operative connection between the differential cage and the vehicle is activated by means of the shift sleeve. "Activated" means that the activation procedure for engaging the parking brake is / was initiated by the shift sleeve in the parking brake position or the parking lock is engaged directly. The latter means that the differential cage is held in a torsionally rigid manner to the vehicle via the shift sleeve, which corresponds to the design according to the invention. Active connection means either a direct positive engagement of the shift sleeve on the sum shaft or indirectly via a component or an assembly, via which (s) preferably a torsionally rigid connection alternatively a geared connection with the sum shaft can be produced. Torque-resistant or rotationally rigid means that both shafts are connected to one another in such a way that they are no longer rotatable relative to one another about the rotation axis but possibly both are rotatably coupled together around the rotation axis.

Die Parksperre ist beispielsweise mechanisch wirkend. Ausgelöst werden kann dieser Parksperrenmechanismus auch mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch. Die Schaltmuffe ist mittels der Betätigungseinrichtung aus einer Parksperrenposition in eine erste Schaltposition und wieder zurück in die Parksperrenposition verschiebbar. In der ersten Schaltposition ist die erste drehstarre Wirkverbindung gelöst.The parking lock is, for example, mechanically acting. This parking lock mechanism can also be triggered mechanically, electrically, pneumatically or hydraulically. The shift sleeve is displaceable by means of the actuator from a parking lock position in a first shift position and back to the parking lock position. In the first switching position, the first torsionally rigid operative connection is released.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schaltmuffe drehstarr im Formschluss mit einer Anschlusswelle des Getriebes steht, wobei die Anschlusswelle drehstarr mit dem Differenzialkorb wirkverbunden ist.According to the invention it is provided that the shift sleeve is torsionally rigid in positive engagement with a connecting shaft of the transmission, wherein the connecting shaft is rotationally rigidly operatively connected to the differential cage.

Die Schaltmuffe ist in der Parksperrenposition verschiebbar und drehstarr zu einem Getriebeelement angeordnet.The shift sleeve is displaceable in the parking lock position and arranged torsionally rigid to a transmission element.

Der Parksperrenmechanismus ist demnach relativ einfach aufgebaut.The parking lock mechanism is therefore relatively simple.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schaltmuffe in der ersten Schaltposition drehstarr mit einer Anschlusswelle des Getriebes wirkverbunden ist. Wenn die Schaltmuffe in einer Schaltstellung mit einer Anschlusswelle des Getriebes drehstarr gekoppelt ist und zugleich formschlüssig drehstarr an dem Gehäuse der Antriebsvorrichtung angreift, ist die Anschlusswelle gegenüber dem Gehäuse festgelegt. Bei Antrieb durch die Antriebsmaschine wird in dieser Schaltposition eine der Anschlusswellen des ersten Planetentriebs angetrieben, eine andere über die Schaltmuffe relativ zum Gehäuse drehstarr festgehalten und eine Anschlusswelle treibt die Summenwelle des Differenzials an.Furthermore, the invention provides that the shift sleeve in the first shift position is rotationally rigidly operatively connected to a connecting shaft of the transmission. If the shift sleeve is rotationally rigidly coupled in a switching position with a connecting shaft of the transmission and at the same time positively locking torsionally engages the housing of the drive device, the connecting shaft is fixed relative to the housing. When driven by the prime mover, one of the connecting shafts of the first planetary drive is driven in this switching position, another fixed rotationally fixed relative to the housing via the sliding sleeve and a connecting shaft drives the sum of the differential shaft.

Als Anschlusswellen von Planetentrieben gelten Hohlräder, Planetenträger und Sonnenräder. Anschlusswellen des Getriebes allgemein sind Leistungen übertragende Wellen, in die Leistung über Anschlusselemente von außen oder innen eingebracht oder von denen außen oder innen Leistung abgenommen sind. Anschlusselemente sind Flansche, Zahnräder, Kupplungselemente oder weitere Leistungen übertragende Elemente. Summenwelle des Differenzials ist in der Regel der Differenzialkorb, der beispielsweise auch als Planetenträger ausgebildet sein kann, alternativ ein Hohlrad oder ein Sonnenrad eines Planetendifferenzials. Von der Summenwelle aus wird entweder die Summe aller Drehmomente auf die Abtriebswellen verteilt oder in umgekehrter Richtung werden an dieser alle Momente zusammengeführt. Die Summenwelle weist dementsprechend die im Differenzial anliegenden größten Drehmomente auf.As connecting shafts of planetary gears are considered ring gears, planetary carriers and sun gears. Drive shafts of the gearbox in general are power-transmitting shafts into which power is supplied via connection elements from outside or inside or from which power is taken from outside or inside. Connection elements are flanges, Gears, coupling elements or other services transmitting elements. The sum of the differential shaft is usually the differential cage, which may for example be designed as a planet carrier, alternatively a ring gear or a sun gear of a planetary differential. From the sum of the shaft either the sum of all torques is distributed to the output shafts or in the opposite direction, all moments are brought together at this. The sum wave accordingly has the applied in the differential maximum torques.

In der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist eine Anschlusswelle eines Planetentriebs des Getriebes mit der Rotorwelle des Elektromotors verbunden, ist weiterhin beispielsweise eine andere Anschlusswelle mit dem Differenzialkorb des Differenzials drehstarr gekoppelt und kann eine weitere Anschlusswelle formschlüssig mit der Schaltmuffe im Eingriff stehen.In the drive device according to the invention, a connecting shaft of a planetary gear of the transmission is connected to the rotor shaft of the electric motor, for example, another connection shaft is rotationally rigidly coupled to the differential cage of the differential and a further connection shaft can be positively engaged with the shift sleeve.

Das klassische Differenzial ist aus einem Differenzialkorb, Ausgleichskegelrädern und aus Abtriebskegelrädern gebildet. Ausgleichkegelräder und Abtriebsräder sind drehbar in dem Differenzialkorb gelagert und stehen miteinander im Zahneingriff. Die Ausgleichsräder sitzen um die eigene Achse drehbar auf Bolzen, welche zum Differenzialkorb fest sind. Jedes der Abtriebsräder ist mit einer Abtriebswelle gekoppelt, von denen eine axial nach links und die andere axial nach rechts gerichtet jeweils mit einem angetriebenen Fahrzeugrad gekoppelt ist. Der Differenzialkorb ist Summenwelle des Differenzials.The classic differential is made up of a differential cage, differential bevel gears and output bevel gears. Differential bevel gears and output gears are rotatably mounted in the differential cage and are in meshing engagement with each other. The differential gears are rotatable about their own axis on bolts that are fixed to the differential cage. Each of the driven wheels is coupled to an output shaft, one of which is coupled axially to the left and the other axially to the right, each coupled to a driven vehicle wheel. The differential cage is the sum of the differential.

In einem Planetendifferenzial (beispielsweise Querdifferenzial oder Achsdifferenzial) ist die Summenwelle vorzugsweise der Planetenträger. Die Ausgleichsräder sind Planetenräder und die Abtriebsräder sind Sonnenräder. Ein Verteilergetriebe (Längsdifferenzial) kann genauso aufgebaut sein oder kann als Summenwelle zum Beispiel ein Hohlrad aufweisen. Die Ausgleichsräder sind in diesem Fall die Planetenräder und die Abtriebsräder/Wellen sind der Planetenträger oder ein Sonnenrad.In a planetary differential (for example, transverse differential or axle differential), the sum shaft is preferably the planetary carrier. The differential gears are planet gears and the output gears are sun gears. A transfer case (longitudinal differential) may be constructed in the same way or may have as a sum shaft, for example, a ring gear. The differential gears in this case are the planet gears and the output gears / shafts are the planet carrier or a sun gear.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schaltmuffe zugleich formschlüssig drehfest mit der Summenwelle des Differenzials und dem als Gehäuse der Antriebsvorrichtung ausgebildeten Bauteil im Eingriff steht. In diesem Fall ist die Summenwelle des Differenzials gegenüber dem Gehäuse drehstarr festgelegt.A preferred embodiment of the invention provides that the shift sleeve is at the same time form-fitting rotationally fixed with the sum of the differential shaft and the housing formed as a housing of the drive device is engaged. In this case, the sum of the differential shaft is fixed in relation to the housing torsionally rigid.

Wenn die Summenwelle der Differenzialkorb des Differenzials, entweder der Planetenträger eines Planetendifferenzials oder der Korb eines Kegelraddifferenzials ist, ist diese gegenüber dem Gehäuse festgelegt, wodurch die Abtriebswellen des Differenzials und damit die Antriebswellen von Fahrzeugrädern festgelegt sind.When the sum shaft is the differential cage of the differential, either the planet carrier of a planetary differential or the cage of a bevel gear differential, this is fixed relative to the housing, whereby the output shafts of the differential and thus the drive shafts of vehicle wheels are fixed.

Aufgrund der vorteilhaften Kennfeldcharakteristiken elektromotorischer Antriebe sind die Getriebe derartiger Antriebseinheiten oft im genügenden Maße ein- bzw. zweigängig ausgelegt. Die Antriebseinheit ist mit einer Kupplung ausgerüstet, mit der die jeweiligen Leistungen übertragenden Verbindungen trennbar innerhalb des Getriebes hergestellt werden. In elektromotorisch angetrieben Antriebsvorrichtungen ist als Getriebe oft ein Planetentrieb eingesetzt.Due to the advantageous characteristic characteristics of electric motor drives, the gear units of such drive units are often designed to be sufficiently one-or two-speed. The drive unit is equipped with a coupling with which the respective power transmitting connections are made separable within the transmission. In electric motor driven drive devices, a planetary drive is often used as the transmission.

GB 2 348 253 A zeigt ein Fahrzeug mit einem seriell hybridischen Antriebtriebsstrang. Ein Verbrennungsmotor treibt einen Generator an, der die notwendige elektrische Energie für zwei elektrische Antriebsmaschinen einer elektromotorisch betriebenen Antriebseinheit erzeugt. Mit einer ersten der elektrischen Antriebsmaschinen wird Antriebsleistung erzeugt. Die Antriebsleistung wird über einen ersten Planetentrieb auf eine Summenwelle eines Differenzials übertragen und von dort auf zwei Anschlusswellen des Differenzials verteilt. Jede der Anschlusswellen führt zu einer Antriebswelle, welche mit einem Antriebsrad des Fahrzeugs gekoppelt ist. Mittels einer Schaltkupplung sind zwei Gänge des Getriebes schaltbar, einer für eine direkte und einer für eine untersetzte getriebliche Verbindung zwischen der ersten elektrischen Antriebsmaschine und dem Differenzial. Die Schaltkupplung weist eine Schaltmuffe auf, die außen mit einer ersten Kupplungsverzahnung versehen ist, die mit einer Verzahnung des ersten Hohlrades korrespondiert und die mit dieser dauerhaft im Eingriff steht. Des weiteren ist an der Schaltmuffe eine innere zweite Kupplungsverzahnung ausgebildet, die mit einer Kupplungsverzahnung des ersten Planetenträgers korrespondiert. Darüber hinaus korrespondieren Verzahnungen der Schaltmuffe und eine Kupplungsverzahnung, die zu dem Gehäuse der Antriebseinheit ortsfest ist. GB 2 348 253 A shows a vehicle with a serial hybrid drive train. An internal combustion engine drives a generator which generates the necessary electrical energy for two electric drive machines of an electric motor driven drive unit. Drive power is generated with a first of the electric drive machines. The drive power is transmitted via a first planetary drive on a sum of a differential shaft and distributed from there to two connection shafts of the differential. Each of the connection shafts leads to a drive shaft, which is coupled to a drive wheel of the vehicle. By means of a clutch, two gears of the transmission are switchable, one for a direct and one for a reduced geared connection between the first electric drive machine and the differential. The shift clutch has a shift sleeve, which is externally provided with a first clutch toothing, which corresponds to a toothing of the first ring gear and which is permanently engaged with this. Furthermore, an inner second coupling toothing is formed on the sliding sleeve, which corresponds to a coupling toothing of the first planet carrier. In addition, gears of the sliding sleeve and a coupling tooth, which is fixed to the housing of the drive unit correspond.

Zum Schalten der direkten leistungsübertragenden Verbindung zwischen der Rotorwelle der ersten Antriebsmaschine und dem Differenzialkorb wird in der in GB 2 348 253 A gezeigten Anordnung die Schaltmuffe axial in eine Richtung so verschoben, dass diese mit der zweiten Kupplungsverzahnung in die Kupplungsverzahnung des ersten Planetenträgers eingreift. Da die Schaltmuffe gleichzeitig mit dem Hohlrad im Zahneingriff steht, ist der Planetenträger somit am Hohlrad formschlüssig festgelegt. Die Planetenräder stützen sich am Hohlrad und am Sonnenrad ab und sind blockiert. Hohlrad und Planetenträger drehen mit Drehzahlen des Sonnenrades und damit mit Drehzahlen der Rotorwelle der ersten Antriebsmaschine. Da der Planetenträger und der Differenzialkorb miteinander verbunden sind, wird das Differenzial mit Antriebsdrehzahlen der Rotorwelle angetrieben. Zum Schalten eines weiteren Ganges wird die Schaltmuffe axial in entgegengesetzte Richtung verschoben und mit der am Gehäuse ortsfesten Verzahnung in Zahneingriff gebracht. Das Hohlrad ist dadurch am Gehäuse festgelegt. Das Sonnenrad treibt die Planetenräder an, die dabei mit der Verzahnung des Hohlrades kämmend abwälzen und den Planetenträger in Rotation mit Drehzahlen versetzen, die geringer sind, als die Antriebsdrehzahlen der Rotorwelle.For switching the direct power transmitting connection between the rotor shaft of the first drive machine and the differential cage is in the in GB 2 348 253 A shown arrangement, the shift sleeve axially displaced in one direction so that it engages with the second coupling teeth in the coupling teeth of the first planet carrier. Since the shift sleeve is in meshing with the ring gear simultaneously, the planet carrier is thus fixed positively on the ring gear. The planet gears are based on the ring gear and the sun gear and are blocked. Ring gear and planet carrier rotate at speeds of the sun gear and thus at speeds of the rotor shaft of the first drive machine. Since the planet carrier and the differential cage are interconnected, the differential is driven at drive speeds of the rotor shaft. To switch another gear is the shift sleeve axially displaced in the opposite direction and brought into meshing with the teeth fixed to the housing. The ring gear is thereby fixed to the housing. The sun gear drives the planetary gears, which mesh with the teeth of the ring gear and set the planet carrier in rotation at speeds that are lower than the drive speeds of the rotor shaft.

Der Vorteil der Erfindung liegt mit Sicht auf die aus der GB 2 348 253 A oder anderen bekannten Anordnungen darin, dass mit ein und derselben Schaltmuffe entweder direkte, über- bzw. untersetzte getriebliche Verbindungen zwischen der Rotorwelle der als Elektromotor ausgebildeten elektrischen Antriebsmaschine und dem Differenzial hergestellt werden kann oder dass der Differenzialkorb des Differenzials bzw. eine andere als Summenwelle ausgebildete Anschlusswelle des Differenzials gegenüber dem Gehäuse festgelegt werden kann. Anders gesagt, mit ein und derselben Schaltmuffe kann eine getriebliche Verbindung zwischen der elektrischen Antriebsmaschine und dem Differenzial oder die Parksperrenfunktion verwirklicht werden. Gesonderte Betätigungsmechanismen für die Parksperre sind nicht notwendig. Es werden nur ein Antrieb und ein Betätigungsmechanismus zum Einlegen der Parksperre und zum Schalten einer leistungsübertragenden Verbindung benutzt.The advantage of the invention is with a view of the from GB 2 348 253 A or other known arrangements in that with one and the same shift sleeve either direct, over- or under-geared connections between the rotor shaft of the electrical motor designed as an electric motor and the differential can be made or that the differential cage of the differential or another designed as a sum wave Connection shaft of the differential relative to the housing can be set. In other words, with one and the same shift sleeve, a gear connection between the electric drive machine and the differential or the parking brake function can be realized. Separate actuating mechanisms for the parking brake are not necessary. Only one drive and one actuating mechanism are used to engage the parking brake and to switch a power transmitting connection.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Schaltmuffe in der ersten Schaltposition verschiebbar und drehstarr zu dem Fahrzeug angeordnet ist. dass die Schaltmuffe aus der ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition und wieder zurück in die erste Schaltposition verschiebbar ist, wobei die Schaltmuffe in der zweiten Schaltposition drehstarr mit wenigstens einer Anschlusswelle des Getriebes wirkverbunden ist. Die erste Schaltposition ist beispielsweise eine Neutralstellung, in welcher die Schaltmuffe frei von Wirkverbindungen mit der Anschlusswelle des Differenzials und des Getriebes ist. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Schaltmuffe in der zweiten Schaltposition verschiebbar und drehstarr zu dem Fahrzeug angeordnet ist. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Betätigungseinrichtung die einen Betätigungsmechanismus aufweist, der zur einen Seite hin mit einem Antrieb und zur anderen Seite hin mit der Schaltmuffe gekoppelt ist, wobei der Antrieb vorzugsweise elektromotorisch ist aber auch hydraulisch oder pneumatisch funktioniert.An embodiment of the invention provides that the shift sleeve is slidably disposed in the first switching position and rotationally fixed to the vehicle. the shift sleeve can be displaced from the first shift position into a second shift position and back again into the first shift position, wherein the shift sleeve in the second shift position is operatively connected in a torsionally rigid manner to at least one connection shaft of the transmission. The first shift position, for example, a neutral position in which the shift sleeve is free of operative connections with the connecting shaft of the differential and the transmission. It is further provided that the shift sleeve is slidably disposed in the second shift position and torsionally rigid to the vehicle. A further embodiment of the invention relates to the actuating device which has an actuating mechanism which is coupled to one side with a drive and the other side with the shift sleeve, wherein the drive is preferably an electric motor but also works hydraulically or pneumatically.

Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung 1 mit wenigstens einer elektrischen Antriebsmaschine 2 in Form eines Motors, mit wenigstens einem Getriebe 3 in Form eines ersten Planetentriebs 3, mit einer Schaltkupplung 4 und mit einem Differenzial 5 und einem zweiten Planetentrieb 22. Die Antriebsmaschine 2, der erste Planetentrieb 3, die Schaltkupplung 4 und das Differenzial 5 sind mit den Hauptachsen koaxial in Reihe nebeneinander angeordnet und weisen als Hauptachse gemeinsam die Rotationsachse 10 auf. 1 shows a schematic representation of a drive device 1 with at least one electric drive machine 2 in the form of an engine, with at least one transmission 3 in the form of a first planetary drive 3 , with a clutch 4 and with a differential 5 and a second planetary drive 22 , The prime mover 2 , the first planetary drive 3 , the clutch 4 and the differential 5 are arranged coaxially in series with the main axes next to each other and have as a major axis together the axis of rotation 10 on.

Der erste Planetentrieb 3 weist drei Anschlusswellen 6, 7 und 8 auf. Die erste Anschlusswelle 6 ist ein Sonnenrad 6a und ist mit Rotorwelle 2a der Antriebsmaschine 2 drehfest gekoppelt. Die zweite Anschlusswelle 7 ist ein Hohlrad 7a. Die dritte Anschlusswelle 8 ist ein Planetenträger 8a. An dem Planetenträger 8a ist ein Satz erster Planetenräder 9 drehbar aufgenommen. Von den Planetenrädern 9 ist aufgrund der Verteilung dieser am Umfang um die Rotationsachse 10 der Rotorwelle 2a in dem Schema nur eines dargestellt.The first planetary drive 3 has three connection waves 6 . 7 and 8th on. The first connection shaft 6 is a sun wheel 6a and is with rotor shaft 2a the prime mover 2 rotatably coupled. The second connection shaft 7 is a ring gear 7a , The third connection shaft 8th is a planet carrier 8a , At the planet carrier 8a is a set of first planet gears 9 rotatably received. From the planet wheels 9 is due to the distribution of these around the axis of rotation about the circumference 10 the rotor shaft 2a represented in the diagram only one.

Die Schaltkupplung 4 weist eine Schaltmuffe 11, einen Antrieb 12 und eine Betätigungseinrichtung 13 in Form eines Betätigungsmechanismus 13 für die Schaltmuffe 11 auf. Die Schaltmuffe 11 ist axial verschiebbar aber rotationsfest zu diesem auf einem Bauteil 14 gelagert. Das Bauteil 14, welches beispielsweise ein Schaltmuffenträger ist, ist an einem nicht weiter dargestellten Gehäuse 15 fest. Der Antrieb 12 ist ein Elektromotor, kann aber auch hydraulisch oder pneumatisch wirkend ausgebildet sein. Die Rotorwelle 16 des Elektromotors ist über einen Winkeltrieb 17 mit einer Spindel 18 verbunden. Die Spindel 18 ist drehbar an dem Gehäuse 15 gelagert. Auf der Spindel 18 sitzt eine Spindelmutter 19, welche durch den Antrieb 12 über den Winkeltrieb 17 und die Spindel 18 axial beweglich antreibbar ist. An der Spindelmutter 19 greift mit einem Ende gelenkig ein Kipphebel 20 an, welcher um das an dem Gehäuse 15 abgestützte Gelenk 21 kippbar ist. Mit dem anderen Ende ist der Kipphebel 20 gelenkig mit der Schaltmuffe 11 gekoppelt.The clutch 4 has a shift sleeve 11 , a drive 12 and an actuator 13 in the form of an actuating mechanism 13 for the shift sleeve 11 on. The sliding sleeve 11 is axially displaceable but rotationally fixed to this on a component 14 stored. The component 14 , which is for example a shift sleeve carrier is on a housing, not shown 15 firmly. The drive 12 is an electric motor, but may also be formed hydraulically or pneumatically acting. The rotor shaft 16 of the electric motor is via an angle drive 17 with a spindle 18 connected. The spindle 18 is rotatable on the housing 15 stored. On the spindle 18 sits a spindle nut 19 which by the drive 12 over the angle drive 17 and the spindle 18 is axially movable driven. At the spindle nut 19 grip with one end hinged a rocker arm 20 on which to the housing 15 supported joint 21 is tiltable. At the other end is the rocker arm 20 articulated with the sliding sleeve 11 coupled.

Das Differenzial 5 ist ein Planetendifferenzial. Das Planetendifferenzial ist aus einem Satz zweiter Planetenräder 23 und aus einem Satz dritter Planetenräder 24, einem zweiten Planetenträger 25 sowie aus einem zweiten Sonnenrad 26 und aus einem dritten Sonnenrad 27 gebildet. Der zweite Planetenträger 25 ist der Differenzialkorb 25' des Differenzials 25 und Summenwelle 39, an dem/der sowohl die zweiten Planetenräder 23 als auch die dritten Planetenräder 24 gelagert sind. Jedes zweite Planetenrad 23 kämmt mit dem zweiten Sonnenrad 26 und zugleich mit einem dritten Planetenrad 24. Weiterhin steht jedes dritte Planetenrad 24 mit dem dritten Sonnenrad 27 im Zahneingriff. und Jedes der Sonnenräder 26 und 27 ist mit einer Abtriebswelle 28 bzw. 29 verbunden. Die Abtriebswellen 28 und 29 sind jeweils mit einem nicht weiter dargestellten Fahrzeugrad gekoppelt, wobei die Abtriebswelle 28 konzentrisch durch die Rotorwelle 2a hindurchgeführt ist.The differential 5 is a planetary differential. The planetary differential is from a set of second planet gears 23 and a set of third planet gears 24 , a second planetary carrier 25 as well as a second sun wheel 26 and from a third sun wheel 27 educated. The second planet carrier 25 is the differential basket 25 ' of the differential 25 and sum wave 39 , on the / the both the planetary gears 23 as well as the third planet wheels 24 are stored. Every second planetary gear 23 combs with the second sun gear 26 and at the same time with a third planetary gear 24 , There is also every third planetary gear 24 with the third sun wheel 27 in the tooth mesh. and each of the sun gears 26 and 27 is with an output shaft 28 or. 29 connected. The output shafts 28 and 29 are each with a vehicle not shown coupled, the output shaft 28 concentric through the rotor shaft 2a passed through.

Der zweite Planetentrieb 22 weist einen Satz vierter Planetenräder 30, ein Hohlrad 31 bzw. eine Innenverzahnung 31 und ein viertes Sonnenrad 32 auf. Die dritte Anschlusswelle 8 ist über den zweiten Planetentrieb 22 mit dem Differenzialkorb 25' wirkverbunden. Dazu ist der erste Planetenträger 8a rotationsfest aber gemeinsam um die Rotationsachse 10 rotierbar mit einer Anschlusswelle des zweiten Planetentriebs 22, mit dem vierten Sonnenrad 32 verbunden. Das vierter Sonnenrad 32 steht im Zahneingriff mit den vierten Planetenrädern 30, welche sich an dem Hohlrad 31 bzw. an der Innenverzahnung 31 abstützen. Das Hohlrad 31 ist an dem Gehäuse 15 feststellbar bzw. die Innenverzahnung 31 ist an dem Gehäuse 15 fest. Jedes der vierten Planetenräder 30 ist auf einem Planetenbolzen 34 gelagert, welcher an dem Differenzialkorb 25 zur einen Seite und zu anderen Seite an einem dritten Planetenträger 35 abgestützt ist.The second planetary drive 22 has a set of fourth planet gears 30 , a ring gear 31 or an internal toothing 31 and a fourth sun gear 32 on. The third connection shaft 8th is about the second planetary drive 22 with the differential basket 25 ' operatively connected. This is the first planet carrier 8a rotation-resistant but together around the axis of rotation 10 rotatable with a connecting shaft of the second planetary drive 22 , with the fourth sun gear 32 connected. The fourth sun wheel 32 is in mesh with the fourth planetary gears 30 , which are located on the ring gear 31 or on the internal toothing 31 support. The ring gear 31 is on the case 15 lockable or the internal toothing 31 is on the case 15 firmly. Each of the fourth planet gears 30 is on a planetary bolt 34 stored, which at the differential cage 25 to one side and to another side to a third planet carrier 35 is supported.

Die Schaltmuffe 11 ist ein ringförmiges Bauelement, welches die Rotationsachse 10 und einen Teil des ersten Planetentriebs 3 umfangsseitig umgibt und innenseitig beispielsweise mit einer längs ausgerichteten Keilverzahnung 33 versehen ist. Eine mit der Keilverzahnung 33 formschlüssig korrespondierende Gegenkeilverzahnung 36 ist an dem ersten Hohlrad 7a außen ausgebildet. Eine weitere mit der Keilverzahnung 33 oder mit einer anderen Keilverzahnung an der Schaltmuffe 11 korrespondierende Gegenkeilverzahnung 37 ist an dem dritten Planetenträger 35 ausgebildet.The sliding sleeve 11 is an annular component, which is the axis of rotation 10 and part of the first planetary drive 3 circumferentially surrounds and inside, for example, with a longitudinally aligned splines 33 is provided. One with the spline 33 positive counter-wedge toothing 36 is at the first ring gear 7a formed outside. Another with the spline 33 or with another spline on the sliding sleeve 11 corresponding counter-spline 37 is at the third planet carrier 35 educated.

In der Darstellung nach 1 steht die Schaltmuffe 11 in einer Schaltposition D, in welcher die Keilverzahnung 33 der Schaltmuffe 11 in die Gegenkeilverzahnung 36 an dem Hohlrad 7a formschlüssig eingreift. Da die Schaltmuffe 11 zugleich drehfest an dem Bauteil 4, welches zum Gehäuse 5 fest ist, festgelegt ist, ist das Hohlrad 7a gegen das Bauteil 4 bzw. gegen das Gehäuse 5 rotationsstarr festgelegt. In dieser Schaltstellung wird das erste Hohlrad 7a drehstarr gehalten. Antriebsleistungen der elektrischen Antriebsmaschine 2 werden über die Rotorwelle 2a und damit über das erste Sonnenrad 6a in den ersten Planetentrieb 3 eingebracht. Die ersten Planetenräder 9 laufen um die Rotationsachse 10 um, wobei sich diese an der Innenverzahnung 7b des ersten Hohlrades 7a abstützen und somit den ersten Planetenträger 8a um die Rotationsachse 10 rotierend mitnehmen. Der erste Planetenträger 8a nimmt das vierte Sonnenrad 32 mit, welches die vierten Planetenräder 30 antreibt. Die vierten Planetenräder 30 laufen um die Rotationsachse 10 um, stützen sich dabei an der Innenverzahnung 31 ab, so dass der Differenzialkorb 25' über den Planetenbolzen 34 um die Rotationsachse 10 rotierend mitgeschleppt wird. Von dem Differenzialkorb 25', der Summenwelle des Differenzials 25 ist, werden über die zweiten und dritten Planetenräder 23 und 24, welche Ausgleichsräder des Differenzials 25 sind, auf die Sonnenräder 26 und 27 verteilt.In the illustration after 1 is the shift sleeve 11 in a shift position D in which the spline 33 the shift sleeve 11 in the counter-spline 36 on the ring gear 7a positively engages. Because the shift sleeve 11 at the same time non-rotatably on the component 4 which to the housing 5 is fixed, is fixed, is the ring gear 7a against the component 4 or against the housing 5 Fixed in rotation. In this switching position, the first ring gear 7a kept rigid. Drive power of the electric drive machine 2 be over the rotor shaft 2a and thus over the first sun wheel 6a in the first planetary drive 3 brought in. The first planet wheels 9 run around the axis of rotation 10 around, whereby these at the internal toothing 7b of the first ring gear 7a support and thus the first planet carrier 8a around the axis of rotation 10 take it in rotation. The first planet carrier 8a takes the fourth sun gear 32 with which the fourth planetary gears 30 drives. The fourth planet wheels 30 run around the axis of rotation 10 around, based on the internal teeth 31 off, leaving the differential cage 25 ' over the planet bolt 34 around the axis of rotation 10 is dragged in rotation. From the differential basket 25 ' , the sum wave of the differential 25 is about the second and third planet gears 23 and 24 which differential gears of the differential 25 are on the sun gears 26 and 27 distributed.

Die Schaltmuffe 11 ist mittels des Antriebs 12 über den Betätigungsmechanismus 13 aus der Schaltposition D in Richtung des Pfeils 38 axial in die Schaltposition P verschiebbar.The sliding sleeve 11 is by means of the drive 12 via the operating mechanism 13 from the switching position D in the direction of the arrow 38 axially displaceable in the switching position P.

2 zeigt schematisch auch die in 1 abgebildete Antriebsvorrichtung 1. In dieser Darstellung steht die Schaltmuffe 11 in der Schaltposition P. Durch die Schaltmuffe 11 ist eine drehstarre Verbindung zwischen dem Gehäuse 15 und dem dritten Planetenträger 35 hergestellt, weil diese über die Keilverzahnung 33 drehstarr mit dem Gehäuse 15 verbunden ist und gleichzeitig mit der Keilverzahnung 33 in die Gegenkeilverzahnung 37 eingreift. Da der dritte Planetenträger 35 über die Planetenbolzen 34 drehstarr mit der Summenwelle 39 verbunden ist, ist damit auch der Differenzialkorb 25' des Differenzials 5 drehstarr gegen das Gehäuse 15 festgelegt. 2 schematically shows the in 1 illustrated drive device 1 , In this illustration is the shift sleeve 11 in the switching position P , Through the sliding sleeve 11 is a torsionally rigid connection between the housing 15 and the third planet carrier 35 made because of these via the spline 33 torsionally rigid with the housing 15 is connected and at the same time with the spline 33 in the counter-spline 37 intervenes. As the third planet carrier 35 over the planet pins 34 torsionally rigid with the sum wave 39 is the differential basket 25 ' of the differential 5 torsionally rigid against the housing 15 established.

Die Schaltmuffe 11 ist mittels des Antriebs 12 über den Betätigungsmechanismus 13 aus der Schaltposition P in Richtung des Pfeils 38' axial in die Schaltposition D verschiebbar. Eine Alternative zeigt 3. Diese Darstellung zeigt schematisch, wie die über den Antrieb 12 und den Betätigungsmechanismus 13 betätigte Schaltmuffe 11 aus einer Neutralstellung N heraus wahlweise axial in Richtung des Pfeils 38' in die Parkstellung P in formschlüssigen Eingriff mit einer Wirkverbindung oder in Richtung des Pfeils 38 in die Stellung D in formschlüssigen Eingriff mit einer Anschlusswelle 7 und wieder zurück verschoben werden kann. In der Neutralstellung N ist die Schaltmuffe 11 frei vom formschlüssigen Eingriff mit der Anschlusswelle 7 eines Planetentriebs sowie frei von der drehmomentenübertragende Wirkverbindung mit einer Summenwelle.The sliding sleeve 11 is by means of the drive 12 via the operating mechanism 13 from the switching position P in the direction of the arrow 38 ' axially in the switching position D displaceable. An alternative shows 3 , This illustration shows schematically how the over the drive 12 and the actuating mechanism 13 operated shift sleeve 11 from a neutral position N out either axially in the direction of the arrow 38 ' in the parking position P in positive engagement with an operative connection or in the direction of the arrow 38 in the position D in positive engagement with a connecting shaft 7 and can be moved back again. In the neutral position N is the shift sleeve 11 free from positive engagement with the connection shaft 7 a planetary drive and free from the torque transmitting active connection with a sum wave.

Ohne Gegenstand der Erfindung zu sein beschreibt 4 schematisiert mit Symbolen eine Antriebsvorrichtung 40 eines mit der Positionsnummer 41 markierten, ansonsten nicht weiter dargestellten Fahrzeugs mit wenigstens einer elektrischen Antriebsmaschine 42, mit wenigstens einem Getriebe 43, mit einem Differenzial 44 und mit einer Parksperre 45. Eine Rotorwelle 46 der Antriebsmaschine 42 ist über das Getriebe 43 mit dem Differenzial 44 leistungsübertragend verbunden. Von dem Differenzial 44 gehen Abtriebswellen 47 und 48 aus. Durch die Parksperre 45 ein Differenzialkorb 49 des als klassisches Kegeldifferenzial ausgebildeten Differenzials 45 gegenüber dem Fahrzeug 41 gegen Rotation gesperrt.Without being subject to the invention describes 4 schematized with symbols a drive device 40 one with the item number 41 marked, otherwise not shown vehicle with at least one electric drive machine 42 , with at least one transmission 43 , with a differential 44 and with a parking lock 45 , A rotor shaft 46 the prime mover 42 is about the gearbox 43 with the differential 44 connected in a power-transmitting manner. From the differential 44 go output shafts 47 and 48 out. Through the parking lock 45 a differential basket 49 designed as a classic cone differential differential 45 opposite the vehicle 41 locked against rotation.

Die Parksperre 45 weist eine Schaltmuffe 50 und eine Betätigungseinrichtung 51 für die Schaltmuffe 50 auf. Die Schaltmuffe 50 ist aus einer ersten Schaltposition N in Richtung des Pfeils 52 im Bild nach rechts in eine Parksperrenposition P verschiebbar in der Antriebsvorrichtung 40 angeordnet. The parking lock 45 has a shift sleeve 50 and an actuator 51 for the shift sleeve 50 on. The sliding sleeve 50 is from a first switching position N in the direction of the arrow 52 in the picture to the right in a parking lock position P slidable in the drive device 40 arranged.

Die Schaltmuffe 50 weist innen eine axial ausgerichtete Verzahnung 53 auf, die mit einer drehstarr an dem Differenzialkorb 49 sitzenden äußeren Verzahnung 54 und mit einer an einer Anschlusswelle 55 des Getriebes 43 starr ausgebildeten äußeren Verzahnung 56 korrespondiert. Außen ist die Schaltmuffe beispielsweise über eine weitere Verzahnung 64 drehstarr formschlüssig am Gehäuse 57.The sliding sleeve 50 has inside an axially aligned toothing 53 up, with a torsionally rigid at the differential cage 49 seated outer toothing 54 and with one on a connection shaft 55 of the transmission 43 rigidly formed external toothing 56 corresponds. Outside is the shift sleeve, for example, via a further toothing 64 torsionally positive fit on the housing 57 ,

In der Parksperrenposition P ist mittels der Schaltmuffe 50 eine formschlüssig erste drehstarre Wirkverbindung zwischen dem Differenzialkorb 49 und dem Fahrzeug 41 aktiviert, wozu die Schaltmuffe 50 mit der Verzahnung 53 in die Verzahnung 54 eingreift, so dass diese drehstarr formschlüssig korrespondieren. Die Schaltmuffe 50 ist wiederholt mittels der Betätigungseinrichtung 51 aus der Parksperrenposition P in die erste Schaltposition N und wieder zurück in die Parksperrenposition P verschiebbar. Die erste Schaltposition N ist eine Neutralposition, in der die drehstarre Wirkverbindung zwischen dem Differenzialkorb 49 und einem zum Fahrzeug 41 festen Gehäuse 57 gelöst ist. In der Neutralposition ist die Schaltmuffe 50 frei von Wirkverbindungen.In the parking lock position P is by means of the sliding sleeve 50 a form-fitting first torsionally rigid operative connection between the differential cage 49 and the vehicle 41 activated, including the sliding sleeve 50 with the teeth 53 into the gearing 54 engages, so that they correspond torsionally positive fit. The sliding sleeve 50 is repeated by means of the actuator 51 from the parking lock position P in the first switching position N and back to the parking lock position P displaceable. The first switching position N is a neutral position in which the torsionally rigid operative connection between the differential cage 49 and one to the vehicle 41 solid housing 57 is solved. In the neutral position is the shift sleeve 50 free of active compounds.

Die Schaltmuffe 50 ist aus der ersten Schaltposition N in Richtung des Pfeils 58 in eine zweite Schaltposition D und wieder zurück in die erste Schaltposition N verschiebbar und in der zweiten Schaltposition D drehstarr mit wenigstens der Anschlusswelle 55 des Getriebes 43 wirkverbunden. In der zweiten Schaltstellung ist entweder ein Leistungsfluss zwischen der elektrischen Antriebsmaschine 42 eingeschaltet oder es kann alternativ im Leistungsfluss auch ein Gang gewechselt werden. Durch die zweite Schaltposition D wird ein Drivemodus bewirkt, der von der Ausführung des Getriebes abhängig ist.The sliding sleeve 50 is from the first switching position N in the direction of the arrow 58 in a second switching position D and back to the first gear position N displaceable and in the second switching position D torsionally rigid with at least the connecting shaft 55 of the transmission 43 operatively connected. In the second switching position is either a power flow between the electric drive machine 42 switched on or it can alternatively be changed in the power flow and a gear. Through the second switching position D a drive mode is effected, which depends on the design of the transmission.

Die Schaltmuffe 50 ist sowohl in der Neutralposition N als auch in der Parksperrenposition P und in der zweiten Schaltposition D verschiebbar und drehstarr zu dem Fahrzeug 41 bzw. Gehäuse 57 angeordnet.The sliding sleeve 50 is both in the neutral position N as well as in the parking lock position P and in the second switching position D slidable and torsionally rigid to the vehicle 41 or housing 57 arranged.

Betätigungseinrichtung 51 ist zumindest aus einem hydraulischen oder pneumatischen Antrieb 60, symbolisiert mit einem Druckzylinder 61 mit Kolben 62, einer Kolbenstange 63 und aus einem Gestänge 59 gebildet. Das Gestänge 59 verbindet die Schaltmuffe 50 mit der Kolbenstange 63.actuator 51 is at least a hydraulic or pneumatic drive 60 , symbolized with a printing cylinder 61 with pistons 62 , a piston rod 63 and from a linkage 59 educated. The linkage 59 connects the sliding sleeve 50 with the piston rod 63 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Antriebsvorrichtungdriving device
22
elektrische Antriebsmaschineelectric drive machine
2a2a
Rotorwellerotor shaft
33
Getriebe/erster PlanetentriebGearbox / first planetary gear
44
Schaltkupplungclutch
55
Differenzialdifferential
66
erste Anschlusswellefirst connection shaft
6a6a
erstes Sonnenradfirst sun gear
77
zweite Anschlusswellesecond connection shaft
7a7a
erstes Hohlradfirst ring gear
7b7b
Innenverzahnunginternal gearing
88th
dritte Anschlusswellethird connection shaft
8a8a
erster Planetenträgerfirst planet carrier
99
erstes Planetenradfirst planetary gear
1010
Rotationsachseaxis of rotation
1111
Schaltmuffeshift sleeve
1212
Antriebdrive
1313
Betätigungseinrichtung, -mechanismusActuation device, mechanism
1414
Bauteilcomponent
1515
Gehäusecasing
1616
Rotorwellerotor shaft
1717
Winkeltriebangle drive
1818
Spindelspindle
1919
Spindelmutterspindle nut
2020
Kipphebelrocker arm
2121
Gelenkjoint
2222
zweiter Planetentriebsecond planetary drive
2323
zweite Planetenrädersecond planet wheels
2424
dritte Planetenräderthird planetary gears
2525
zweiter Planetenträgersecond planet carrier
3030
viertes Planetenradfourth planetary gear
3131
zweites Hohlrad/Innenverzahnungsecond ring gear / internal toothing
3232
viertes Sonnenradfourth sun wheel
3333
Keilverzahnungspline
3434
Planetenbolzenplanet shaft
3535
dritter Planetenträgerthird planet carrier
3636
GegenkeilverzahnungAgainst splines
3737
GegenkeilverzahnungAgainst splines
3838
Pfeilarrow
38'38 '
Pfeilarrow
3939
Summenwelletotal wave
4040
Antriebdrive
4141
Fahrzeugvehicle
4242
Antriebsmaschineprime mover
4343
Getriebetransmission
4444
Differenzialdifferential
4545
Parksperreparking lock
4646
Rotorwellerotor shaft
4747
Abtriebswelleoutput shaft
4848
Abtriebswelleoutput shaft
4949
Differenzialkorbdifferential cage
5050
Schaltmuffeshift sleeve
5151
Betätigungseinrichtungactuator
5252
Pfeilarrow
5353
Verzahnunggearing
5454
Verzahnunggearing
5555
Anschlusswelleconnecting shaft
5656
Verzahnunggearing
5757
Gehäusecasing
5858
Pfeilarrow
25'25 '
Differenzialkorbdifferential cage
2626
zweites Sonnenradsecond sun wheel
2727
drittes Sonnenradthird sun wheel
2828
Abtriebswelleoutput shaft
2929
Abtriebswelleoutput shaft
5959
Gestängelinkage
6060
Antriebdrive
6161
Druckzylinderpressure cylinder
6262
Kolbenpiston
6363
Kolbenstangepiston rod
6464
Verzahnunggearing

Claims (3)

Antriebsvorrichtung (1) eines Fahrzeugs mit wenigstens einer elektrischen Antriebsmaschine (2), mit wenigstens einem Getriebe (3), mit einem Differenzial (5) und mit einer Parksperre, wobei eine Rotorwelle (2a) der Antriebsmaschine (2) über das Getriebe (3) mit dem Differenzial (5) leistungsübertragend verbunden ist und von dem Differenzial (5) Abtriebswellen (28, 29) ausgehen, und wobei die Antriebsmaschine (2), das Getriebe (3), eine Schaltkupplung (4) und das Differenzial (5) koaxial in Reihe nebeneinander angeordnet sind und gemeinsam als Hauptachse eine Rotationsachse (10) aufweisen, und das Getriebe als Planetentrieb (3) ausgebildet ist, wobei eine Anschlusswelle des Planetentriebs (3) mit der Rotorwelle (2a) der elektrischen Antriebsmaschine (2) verbunden ist, wobei durch die Parksperre ein Differenzialkorb (25') gegenüber dem Fahrzeug gegen Rotation gesperrt ist, und dabei die Parksperre eine Schaltmuffe (11) und eine Betätigungseinrichtung für die Schaltmuffe (11) aufweist, und dabei die Schaltmuffe (11) verschiebbar und drehstarr zu dem Fahrzeug und in eine Parksperrenposition (P) verschiebbar in der Antriebsvorrichtung (1) angeordnet ist, und wobei in der Parksperrenposition (P) mittels der Schaltmuffe (11) eine formschlüssig erste drehstarre Wirkverbindung zwischen dem Differenzialkorb (25') und dem Fahrzeug aktiviert ist, indem die Schaltmuffe (11) in der Parksperrenposition (P) formschlüssig drehstarr mit dem Differenzialkorb (25') wirkverbunden ist und dabei die Schaltmuffe (11) mittels der Betätigungseinrichtung (51) aus dieser Parksperrenposition (P) in eine erste Schaltposition (N) und wieder zurück in die Parksperrenposition (P) oder in eine zweite Schaltposition (D) verschiebbar ist, wobei mit der Schaltmuffe (11) in der ersten Schaltposition (N) die erste drehstarre Wirkverbindung gelöst ist und die Schaltmuffe (11) in der zweiten Schaltposition (D) drehstarr mit wenigstens einer Anschlusswelle (7) des Planetentriebs (3) verbunden ist.Drive device (1) of a vehicle with at least one electric drive machine (2), with at least one transmission (3), with a differential (5) and with a parking lock, wherein a rotor shaft (2a) of the drive machine (2) via the transmission (3 ) is connected to transmit power to the differential (5) and from the differential (5) output shafts (28, 29) go out, and wherein the prime mover (2), the transmission (3), a clutch (4) and the differential (5) coaxially arranged in series next to each other and together have a rotation axis (10) as the main axis, and the transmission is designed as a planetary drive (3), wherein a connecting shaft of the planetary drive (3) with the rotor shaft (2a) of the electric drive machine (2) is connected , wherein by the parking lock a differential cage (25 ') is locked against rotation against the vehicle, while the parking brake a shift sleeve (11) and an actuator for the shift sleeve (11) have t, and while the shift sleeve (11) slidably and torsionally rigid to the vehicle and in a parking lock position (P) displaceable in the drive device (1) is arranged, and wherein in the parking lock position (P) by means of the shift sleeve (11) a form-fitting first torsionally rigid Actual connection between the differential cage (25 ') and the vehicle is activated by the shift sleeve (11) in the parking lock position (P) positively lockingly rotationally rigidly connected to the differential cage (25') and thereby the shift sleeve (11) by means of the actuating device (51) from this parking lock position (P) in a first shift position (N) and back into the parking brake position (P) or in a second shift position (D) is displaceable, wherein with the shift sleeve (11) in the first shift position (N), the first torsionally rigid Active connection is released and the shift sleeve (11) in the second switching position (D) is rotationally rigidly connected to at least one connecting shaft (7) of the planetary drive (3). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die Schaltmuffe (11) in der ersten Schaltposition (N) frei von Wirkverbindungen ist.Drive device after Claim 1 , in which the shift sleeve (11) in the first switching position (N) is free of active compounds. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, in welcher die Schaltmuffe (11) aus der ersten Schaltposition (N) in die zweite Schaltposition (D) und wieder zurück in die erste Schaltposition (N) verschiebbar ist.Drive device after Claim 1 or 2 in which the shift sleeve (11) from the first shift position (N) in the second shift position (D) and back to the first shift position (N) is displaceable.
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