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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für ein Fahrzeug mit einem Antriebsmotor zur Erzeugung des Antriebsdrehmoments, wobei der Antriebsmotor eine Antriebsmotorachse definiert, mit einem Differenzialgetriebeabschnitt zur Verteilung des Antriebsdrehmoments auf zwei Abtriebswellen, wobei der Differenzialgetriebeabschnitt eine Abtriebsachse definiert, mit einem Stellmotor zur Erzeugung eines Stellmoments, wobei der Stellmotor eine Stellmotorachse definiert und mit einem Stellgetriebeabschnitt zur Beaufschlagung des Differenzialgetriebes mit dem Stellmoment, um die Verteilung des Antriebsdrehmoments auf die zwei Abtriebswellen zu beeinflussen, wobei der Stellmotor eine Stellmotorachse definiert.
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Die Umsetzung der Elektromobilität für Fahrzeuge erfordert ein Umdenken in Bezug auf den Antriebsstrang der Fahrzeuge. Während bei klassischen Antriebskonzepten mit Verbrennungsmotor ein Mehrganggetriebe als Schaltgetriebe üblich ist, können bei Elektroantrieben die Elektromotoren über weitere Drehzahlbereiche betrieben werden, sodass die Schaltgetriebe vereinfacht werden können. Dagegen sind andere Getriebekomponenten, wie zum Beispiel eine aktive Momentenverteilung – auch Torque-Vectoring genannt – auf die angetriebenen Räder einer Achse auch bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen interessant.
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Die Druckschrift
DE 10 2006 022 175 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt beispielsweise eine Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmoments auf wenigstens zwei Antriebswellen. Die Getriebevorrichtung weist eine in Planetenbauweise ausgeführte Anordnung auf, welche zum einen die Verteilung eines von einem Motor stammenden Drehmoments auf zwei Abtriebswellen und zudem eine Einflussnahme auf die Verteilung der Drehmomente auf die Antriebswellen ermöglicht.
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Die
US 5 387 161 A beschreibt ein Differential zur Verteilung des Drehmoments eines Eingangselements auf zwei Ausgangselemente, wobei ein erster Planetenträger mit einem der beiden Ausgangselemente und eine Sonne mit dem anderen Ausgangselement verbunden ist.
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Die
DE 10 2010 053 846 A1 beschreibt eine Antriebsvorrichtung mit einem ersten und einen zweiten Antrieb und einem Differential mit einem Winkeltrieb zum ersten Antrieb und einer weiteren Wirkverbindung zum zweiten Antrieb und mit einem Planetengetriebe.
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Gebiet der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, welche in das Fahrzeug einfach zu integrieren ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Im Rahmen der Erfindung wird eine Antriebsvorrichtung vorgeschlagen, welche zur Bereitstellung eines Antriebsdrehmoments für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Insbesondere ist die Antriebsvorrichtung ausgebildet, das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit größer als 50 km/h, im Speziellen größer als 80 km/h zu beschleunigen. Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebsvorrichtung als eine Alleinantriebsvorrichtung ausgebildet, welche ausschließlich das Antriebsdrehmoment für das Fahrzeug bereitstellt.
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Die Antriebsvorrichtung umfasst einen Antriebsmotor, welcher zur Erzeugung des Antriebsdrehmoments ausgebildet ist. Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Antriebsmotor als ein Elektromotor ausgebildet. Insbesondere ist die Antriebsvorrichtung als eine elektrische Antriebsvorrichtung realisiert. Der Antriebsmotor weist besonders bevorzugt eine Antriebsleistung von größer als zehn Kilowatt, vorzugsweise größer als 30 Kilowatt und insbesondere größer als 50 Kilowatt auf. Der Antriebsmotor, insbesondere der Rotor des Antriebsmotors, definiert eine Antriebsmotorachse.
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Ferner umfasst die Antriebsvorrichtung einen Differenzialgetriebeabschnitt, welcher zur Verteilung des Antriebsdrehmoments auf zwei Abtriebswellen geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment kann es sich auch um ein zum Beispiel von einem Schaltgetriebe übersetztes oder untersetztes Antriebsdrehmoment handeln. Vorzugsweise sind die zwei Abtriebswellen zwei angetriebenen Rädern des Fahrzeugs zugeordnet. Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Antriebsvorrichtung die zwei Abtriebswellen und optional ergänzend die angetriebenen Räder. Der Differenzialgetriebeabschnitt definiert mit seinen Ausgängen eine Abtriebsachse, welche besonders bevorzugt der Achse der zwei Abtriebswellen entspricht. Optional ist es möglich, dass nach den Abtriebswellen eine weitere Übersetzung oder Untersetzung nachgeschaltet ist.
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Die Antriebsvorrichtung umfasst einen Stellmotor, wobei der Stellmotor vorzugsweise als ein Elektromotor ausgebildet ist. Insbesondere ist der Stellmotor separat zu dem Antriebsmotor realisiert. Der Stellmotor dient zur Erzeugung eines Stellmoments, wobei der Stellmotor, insbesondere ein Rotor des Stellmotors, eine Stellmotorachse definiert.
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Ein Stellgetriebeabschnitt ist ausgebildet, den Differenzialgetriebeabschnitt mit dem Stellmoment zu beaufschlagen, um die Verteilung eines Gesamtdrehmoments auf die zwei Abtriebswellen zu beeinflussen. Das Gesamtdrehmoment setzt sich insbesondere aus dem Antriebsdrehmoment und dem Stellmoment zusammen. Der Stellgetriebeabschnitt realisiert somit zusammen mit dem Stellmotor eine aktive Momentenverteilung oder ein Torque-Vectoring.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Antriebsmotorachse und die Abtriebsachse parallel und zugleich zueinander in radialer Richtung zu den Achsen versetzt angeordnet sind. Insbesondere sind Antriebsmotorachse und Abtriebsachse in radialer Richtung zu den Achsen beabstandet zueinander angeordnet. Im Rahmen der Erfindung wird somit auch vorgeschlagen, dass der Antriebsmotor und der Differenzialgetriebeabschnitt zueinander versetzt angeordnet werden.
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Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Verteilung der einzelnen Baugruppen der Antriebsvorrichtung in dem Fahrzeug, insbesondere des Antriebsmotors und dem Differentialgetriebeabschnitts, besser an den verfügbaren Bauraum angepasst werden kann.
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So kann ein Versatz des Antriebsmotors zu dem Differenzialgetriebeabschnitt dazu führen, dass der vergleichsweise große Antriebsmotor beabstandet zu der Abtriebsachse angeordnet wird und auf diese Weise eine Bodenfreiheit des Fahrzeugs verbessert wird. Mit der Erfindung ist es auch möglich, den Antriebsmotor in Bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeugs weiter in Richtung des Fahrzeuginnenraums zu verschieben und auf diese Weise die Gewichtsverteilung des Fahrzeugs zu verbessern. Somit eröffnet die Erfindung eine Vielzahl von neuen Gestaltungsräumen zur Anordnung der Antriebsvorrichtung, insbesondere ausgebildet als Elektroantriebsvorrichtung, in dem Fahrzeug.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist auch die Stellmotorachse und damit der Stellmotor parallel und versetzt zu der Antriebsmotorachse und/oder zu der Abtriebsachse angeordnet. Auch die Position des Stellmotors ist somit in Grenzen frei wählbar. Insbesondere kann der Antriebsmotor und/oder der Stellmotor parallel versetzt zur Abtriebsachse an einer beliebigen Winkelposition in Umlaufrichtung um die Abtriebachse angeordnet werden.
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Bei einer besonders kompakten Ausführungsform der Erfindung ist der Differenzialgetriebeabschnitt und/oder der Stellgetriebeabschnitt als ein Stirnradplanetengetriebeabschnitt ausgebildet. Insbesondere weist der Differenzialgetriebeabschnitt und/oder der Stirnradplanetengetriebeabschnitt gegebenenfalls jeweils mindestens ein Sonnenrad, mindestens einen Planetenträger mit darauf angeordneten Planeten und mindestens ein Hohlrad auf. In der Ausgestaltung als Stirnradplanetengetriebeabschnitt kann der Differenzialgetriebeabschnitt und/oder der Stellgetriebeabschnitt besonders kompakt und mit geringem Gewicht realisiert werden.
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Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist eine Stellgetriebeachse des Stellgetriebeabschnitts koaxial zu der Abtriebsachse angeordnet. In dieser Ausgestaltung kann insbesondere realisiert als Planetenstirnradgetriebeabschnitte eine gemeinsame Baugruppe umfassend den Stellgetriebeabschnitt und den Differenzialgetriebeabschnitt in einer sehr kompakten Bauweise realisiert werden.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Antriebsvorrichtung einen Schaltgetriebeabschnitt auf, wobei der Schaltgetriebeabschnitt im Antriebsdrehmomentfluss zwischen dem Antriebsmotor und dem Differenzialgetriebeabschnitt angeordnet ist. Der Schaltgetriebeabschnitt ermöglicht es, das Antriebsdrehmoment zu übersetzen oder zu untersetzen und auf diese Weise an die Fahrsituation anzupassen. Besonders bevorzugt ist der Schaltgetriebeabschnitt als ein Zweigangschaltgetriebe ausgebildet, welches zwei unterschiedliche Umsetzungen, insbesondere Untersetzungen oder Übersetzungen, ermöglicht. Konstruktiv ist es bevorzugt, dass der Schaltgetriebeabschnitt als ein Stirnradgetriebeabschnitt ausgebildet ist. In dieser Weise kann er sehr leicht und in axialer Richtung betrachtet sehr schmal realisiert werden.
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Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung sind der Antriebsmotor und der Stellmotor in Bezug auf den Differenzialgetriebeabschnitt auf der gleichen axialen Seite angeordnet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei einer Ausbildung als Elektromotoren die elektrischen Anschlüsse nur oder maßgeblich auf einer axialen Seite der Antriebsvorrichtung verlegt werden müssen, sodass diese dort konzentriert sind. So ist es beispielsweise möglich, in dem Fahrzeug die Elektroanschlüsse für Stellmotor und Antriebsmotor in einem gemeinsamen, insbesondere geschützten Kabelkanal, laufen zu lassen. Ferner ist es vorteilhaft, dass auch die Getriebeabschnitte, insbesondere der Stellgetriebeabschnitt, der Differentialgetriebeabschnitt und der Schaltgetriebeabschnitt, in einem gemeinsamen, zusammenhängenden Bereich angeordnet sind.
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Besonders bevorzugt sind Schaltgetriebeabschnitt, Differenzialgetriebeabschnitt und Stellgetriebeabschnitt in einem gemeinsamen Gehäuse, insbesondere in einer gemeinsamen Öl-Atmosphäre integriert oder angeordnet.
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Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Antriebsmotor und der Stellmotor in Bezug auf den Differenzialgetriebeabschnitt auf zwei unterschiedlichen axialen Seiten angeordnet sind. Diese Ausgestaltung hat dagegen den Vorteil, dass das Gewicht der Antriebsvorrichtung in Bezug auf die durch den Differenzialgetriebeabschnitt definierte Mittelebene gleichmäßiger ist, sodass keine oder nur geringe statische Kippmomente bei dem Fahrzeug in Bezug auf die Antriebsvorrichtung auftreten.
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Erfindungsgemäß ist eine der Abtriebswellen mit einem Planetenträger des Differenzialgetriebeabschnitts und die andere Abtriebswelle mit einem Sonnenrad des Differenzialgetriebeabschnitts gekoppelt. Zur Einleitung des Stellmoments ist der Planetenträger mit einem ersten innenverzahnten Hohlrad und das Sonnenrad mit einem zweiten innenverzahnten Hohlrad des Stellgetriebeabschnitts drehfest gekoppelt. Insbesondere weisen die innenverzahnten Hohlräder des Stellgetriebeabschnitts den gleichen Durchmesser auf. Bei einer Relativverdrehung der Hohlräder zueinander durch den Stellmotor wird aktiv auf die Momentenverteilung des Differenzialgetriebeabschnitts eingewirkt.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
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1 eine Antriebsvorrichtung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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3a, b die Antriebsvorrichtung in der 2 bei einem eingelegten ersten Gang und einem eingelegten zweiten Gang;
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4a, b die Antriebsvorrichtung der 2 bei neutralem Stellgetriebeabschnitt und bei aktivem Stellgetriebeabschnitt.
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Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Antriebsvorrichtung 1 für ein Fahrzeug als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fahrzeug ist z. B. als ein Personenkraftwagen ausgebildet.
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Die Antriebsvorrichtung 1 umfasst einen Elektromotor 2, der zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Fahrzeug dient. Der Elektromotor 2 hat beispielsweise eine Leistung größer als 30 Kilowatt. Ferner umfasst die Antriebsvorrichtung mehrere Getriebeabschnitte, welche man wie folgt unterteilen kann:
Ein erster, im Drehmomentenfluss dem Elektromotor 2 nachgeschalteter Getriebeabschnitt ist als ein Schaltgetriebeabschnitt 3 ausgebildet, welcher es erlaubt, das von dem Antriebsmotor erzeugte Antriebsdrehmoment in zwei verschiedenen Stufen zu untersetzen oder zu übersetzen.
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Dem Schaltgetriebeabschnitt 3 ist im Drehmomentfluss ein Differenzialgetriebeabschnitt 4 nachgeschaltet, welcher ausgebildet ist, das Antriebsdrehmoment aus dem Schaltgetriebeabschnitt 3 auf zwei Abtriebswellen 5a, b zu verteilen.
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Zudem weist die Antriebsvorrichtung 1 einen Stellgetriebeabschnitt 6 auf, welcher es ermöglicht, ein Stellmoment eines Stellmotors 7, welcher ebenfalls als ein Elektromotor ausgebildet ist, in den Differenzialgetriebeabschnitt 4 so einzuleiten, dass aktiv auf die Momentenverteilung des Antriebsdrehmoments auf die zwei Abtriebswellen 5a, b Einfluss genommen werden kann. Der Stellgetriebeabschnitt 6 mit dem Stellmotor 7 kann auch als eine Active-Torque-Vectoring-Einrichtung oder als eine Einrichtung zur aktiven Momentenverteilung bezeichnet werden.
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Der Elektromotor 2 definiert eine Antriebsmotorachse 8, der Differenzialgetriebeabschnitt 4 definiert eine Abtriebsachse 9, entlang der auch die Abtriebswellen 5a, b ausgerichtet sind, der Stellmotor 7 definiert eine Stellmotorachse 10.
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In der Antriebsvorrichtung 1 sind die Abtriebsachse 9 und die Antriebsmotorachse 8 parallel zueinander ausgerichtet, jedoch mit einem Abstand, welcher bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel mindestens dem Durchmesser des Elektromotors 2 entspricht, voneinander beabstandet angeordnet. Berücksichtigt man, dass bei machen Ausgestaltungen auf die Abtriebswellen 5a, b angetriebene Räder koaxial oder im Wesentlichen koaxial aufgesetzt werden, so ist ersichtlich, dass durch die Verschiebung der Antriebsmotorachse 8 von der Abtriebsachse 9 ausreichend Bauraum für die Räder geschaffen ist. Insbesondere kann der Elektromotor 2 in der Einbaulage in dem Fahrzeug mit seiner Antriebsmotorachse 8 höhenversetzt zu der Abtriebsachse 9 angeordnet werden, sodass eine Bodenfreiheit des Fahrzeugs verbessert ist.
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Die Stellmotorachse 10 ist ebenfalls zu der Abtriebsachse 9 parallel ausgerichtet und versetzt angeordnet. Auch der Stellmotor 7 wird durch den Parallelversatz seiner Stellmotorachse 10 gegenüber der Abtriebsachse 9 aus einem störkonturempfindlichen Bereich der Antriebsvorrichtung 1 herausbewegt.
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Besonders hinzuweisen ist darauf, dass der Elektromotor 2 und der Stellmotor 7 in Bezug auf eine durch den Differenzialgetriebeabschnitt 4 definierte Mittelebene M auf gegenüberliegenden axialen Seiten angeordnet ist, sodass eine gleichmäßige Gewichtsverteilung der Antriebsvorrichtung 1 in dem Fahrzeug umgesetzt wird.
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Die 2 zeigt die Antriebsvorrichtung 1 in einer alternativen Ausgestaltung, welche ebenfalls den Schaltgetriebeabschnitt 3, den Differenzialgetriebeabschnitt 4 und den Stellgetriebeabschnitt 6 aufweist. Auch die Antriebsmotorachse 8, die Abtriebsachse 9 und die Stellmotorachse 10 sind parallel zueinander, jedoch versetzt angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Abstand von Abtriebsachse 9 zu Stellmotorachse 10 kleiner als der Abstand Abtriebsachse 9 zu der Antriebsmotorachse 8 gewählt. Es ist darauf hinzuweisen, dass Antriebsmotorachse 8, Stellmotorachse 10 und Abtriebsachse 9 in einer gemeinsamen Ebene liegen können, jedoch nicht müssen. So ist es alternativ möglich, dass wahlweise Elektromotor 2 und/oder Stellmotor 7 um die Abtriebsachse 9 um einen beliebigen Schwenkwinkel verschwenkt angeordnet werden kann, ohne die konstruktive Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung 1 zu ändern. Die Winkeleinstellbarkeit in Umlaufrichtung von Elektromotor 2 und Stellmotor 7 um die Abtriebsachse 9 sind ein weiterer Vorteil der Ausführungsbeispiele in der 1 und 2.
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Nachfolgend werden die Getriebeabschnitte 3, 4 und 6 in den 1 und 2 beschrieben:
Der Schaltgetriebeabschnitt 3 weist eine koaxial zu der Antriebsmotorachse 8 verlaufende Hauptwelle 20 auf, auf die ein kleines Zahnrad 21 und ein großes Zahnrad 22 koaxial zu der Hauptwelle 20 drehfest aufgesetzt sind, sodass diese bei einer Drehung der Hauptwelle 20 rotieren. Ferner weist der Schaltgetriebeabschnitt 3 eine Getriebeabtriebswelle 23 auf, welche parallel zu der Hauptwelle 20 angeordnet ist. Auf der Getriebeabtriebswelle 23 ist ein Kopplungszahnrad 24 und ein Abtriebszahnrad 25 drehfest aufgesetzt. Eine Schalteinrichtung 26 ermöglicht eine axiale Verschiebung eines Schaltelements 27, wobei das Schaltelement 27 in einer ersten Position auf der rechten Seite das Kopplungszahnrad 24 mit einem relativ zu der Getriebeabtriebswelle 23 und koaxial dazu drehenden ersten Übertragungszahnrad 28, welches mit dem großen Zahnrad 22 kämmt, zu koppeln. In dieser Schaltstellung ist ein erster Gang eingelegt, wobei das Antriebsdrehmoment von dem Elektromotor 2 über die Hauptwelle 20, das große Zahnrad 22, das erste Übertragungszahnrad 28, das Kopplungszahnrad 24 zu dem Abtriebszahnrad 25 verläuft.
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In einer Mittelstellung des Schaltelements 27 ist der Drehmomentfluss in dem Schaltgetriebeabschnitt 3 unterbrochen. In einer zweiten Position auf der linken Seite ist das Kopplungszahnrad 24 mit einem zweiten Übertragungszahnrad 29 drehfest gekoppelt, welches analog zu dem Übertragungszahnrad 28, jedoch mit einem größeren Kopfkreisdurchmesser ausgebildet ist, wobei der Drehmomentfluss von dem Elektromotor 2 über das kleine Zahnrad 21, das zweite Übertragungszahnrad 29 über das Schaltelement 27 und das Kopplungszahnrad 24 zu dem Abtriebszahnrad 25 geführt wird. Somit bildet die Hauptwelle 20 einen Eingang in den Schaltgetriebeabschnitt 3 und das Abtriebszahnrad 25 einen Ausgang aus dem Schaltgetriebeabschnitt 3. Wie aus der schematischen Figur zu ersehen ist, ist der Schaltgetriebeabschnitt 3 als ein Stirnradgetriebe ausgebildet.
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Die Verschiebung des Schaltelements 27 in axialer Richtung zu der Getriebeabtriebswelle 23 erfolgt durch einen Aktor 30, welcher beispielsweise als ein weiterer Elektromotor ausgebildet ist. Eine Rotation der Motorwelle des Aktors 30 wird über einen Rotations-Linearwandler 31 in eine Linearbewegung verwandelt, sodass das Schaltelement 27 linear in axialer Richtung zu der Getriebeabtriebswelle 23 verschoben werden kann.
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Der Differenzialgetriebeabschnitt 4 weist als Eingang ein außen in Umlaufrichtung verzahntes Hohlrad 32 auf und ist als asymmetrisches Differenzial ausgebildet, wobei die erste Abtriebswelle 5a mit einem Planetenträger 33 und die zweite Abtriebswelle 5b mit einem Sonnenrad 34 drehfest gekoppelt ist. Auf dem Planetenträger 33 sind zwei Planetensätze 35, 36 drehbar gelagert, wobei die Planeten des ersten Planetensatzes 35 einerseits mit einer Innenverzahnung des Hohlrades 32 und andererseits mit den Planeten des zweiten Planetensatzes 36 kämmen. Die Planeten des zweiten Planetensatzes 36 kämmen dagegen zum einen mit den Planeten des ersten Planetensatzes 35 und zum anderen mit dem Sonnenrad 34.
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Im Betrieb wird das Antriebsdrehmoment über das Abtriebszahnrad 25 in das Hohlrad 32 eingeleitet und über den Differenzialgetriebeabschnitt 4 symmetrisch an die Abtriebswellen 5a, b verteilt, soweit von dem Stellgetriebeabschnitt 6 nicht in die Momentenverteilung eingegriffen wird.
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Der Differenzialgetriebeabschnitt 4 ist als ein Stirnradplanetengetriebe ausgebildet. Die Abtriebsachse 9 ist koaxial und konzentrisch zu dem Sonnenrad 34 beziehungsweise zu dem Planetenträger 33 angeordnet.
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Der Stellgetriebeabschnitt 6 ist ebenfalls als ein Stirnradplanetengetriebe ausgebildet und weist ein erstes und ein zweites Hohlrad 37, 38 auf, wobei das erste Hohlrad 37 drehfest mit dem Planetenträger 33 und/oder mit der Abtriebswelle 5a und das zweite Hohlrad drehfest mit dem Sonnenrad 34 und/oder der Abtriebswelle 5b gekoppelt ist. Die Hohlräder 37, 38 sind koaxial und konzentrisch zu der Abtriebsachse 9 angeordnet, so dass eine durch die Hohlräder 37, 38 definiert Stellgetriebeachse koaxial zu der Abtriebsachse 9 ist. Das erste Hohlrad 37 kämmt mit einem ersten Planetensatz 39, das zweite Hohlrad 38 kämmt mit einem zweiten Planetensatz 40, wobei der Durchmesser der Hohlräder 37, 38 und die Durchmesser der Planeten des ersten und des zweiten Planetensatzes 39, 40 jeweils gleich sind. Die Planeten des ersten und des zweiten Planetensatzes 38, 39 sitzen paarweise drehbar auf einem gemeinsamen Bolzen 41, sodass auf jedem Bolzen 41 ein Planet des ersten Planetensatzes 39 und ein Planet des zweiten Planetensatzes 40 angeordnet ist.
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Die Planeten des ersten Planetensatzes 39 kämmen mit einem ersten Sonnenrad 42, die Planeten des zweiten Planetensatzes 40 kämmen mit einem zweiten Sonnenrad 43. Das zweite Sonnenrad 43 ist in einer Umgebungskonstruktion der Antriebsvorrichtung 1 stationär gehalten. Das erste Sonnenrad 42 ist über ein paralleles Zwischenzahnrad mit einem Stellmotorabtriebszahnrad 44 wirkverbunden, welches koaxial zu der Stellmotorenachse 10 angeordnet und von dem Stellmotor 7 angetrieben wird. Durch eine Aktivierung des Stellmotors 7 erfolgt somit eine Drehung des ersten Sonnenrads 42, welche über den Stellgetriebeabschnitt zu einer Rotation der Hohlräder 37, 38 führt, so dass Stelldrehmomente in unterschiedliche Drehrichtungen auf die Abtriebswellen 5a,b beaufschlagt werden und die Momentenverteilung zwischen dem Abtriebswellen 5a,b gesteuert verändert werden kann.
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In der 3a ist der Betriebszustand eines ersten Ganges in der Antriebsvorrichtung 1 gemäß der 2 dargestellt, wobei der Drehmomentfluss in dem Schaltgetriebeabschnitt 3 über das kleine Zahnrad 21 geführt ist. In der 3b ist ein weiterer Betriebszustand in der Antriebsvorrichtung 1 gemäß der 2 dargestellt, wobei der Drehmomentfluss über das große Zahnrad 22 geführt ist.
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In der 4a ist das Schaltelement 27 in einer Neutralstellung dargestellt, so dass die Antriebsvorrichtung 1 einen weiteren Betriebszustand einnimmt, wobei der Drehmomentfluss in dem Schaltgetriebeabschnitt 3 unterbrochen ist. In der 4b ist der Betriebszustand des Torque-Vectoring dargestellt, wobei durch Beaufschlagung des Stellmoments ein Zusatzdrehmoment deltaMtv auf die Abtriebswellen 5a, b beaufschlagt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsvorrichtung
- 2
- Elektromotor
- 3
- Schaltgetriebeabschnitt
- 4
- Differenzialgetriebeabschnitt
- 5a, b
- Abtriebswellen
- 6
- Stellgetriebeabschnitt
- 7
- Stellmotor
- 8
- Antriebsmotorachse
- 9
- Abtriebsachse
- 10
- Stellmotorachse
- 20
- Hauptwelle
- 21
- Zahnrad
- 22
- Zahnrad
- 23
- Getriebeabtriebswelle
- 24
- Kopplungszahnrad
- 25
- Abtriebszahnrad
- 26
- Schalteinrichtung
- 27
- Schaltelement
- 28
- erstes Übertragungszahnrad
- 29
- zweites Übertragungszahnrad
- 30
- Aktor
- 31
- Rotations-Linearwandler
- 32
- Hohlrad
- 33
- Planetenträger
- 34
- Sonnenrad
- 35
- Planetensatz
- 36
- Planetensatz
- 37
- Hohlrad
- 38
- Hohlrad
- 39
- Planetensatz
- 40
- Planetensatz
- 41
- Bolzen
- 42
- Sonnenrad
- 43
- Sonnenrad
- 44
- Stellmotorabtriebszahnrad
