DE102013222725A1 - Antriebsstrang für ein Fahrzeug sowie Fahrzeug mit dem Antriebsstrang - Google Patents

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Thorsten Meyerhöfer
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Konzept für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einem Elektromotor vorzuschlagen. Hierzu wird ein Antriebsstrang 3 für ein Fahrzeug 1 mit einem Elektromotor 5, wobei der Elektromotor 5 eine Motorwelle M aufweist, mit einem Schaltgetriebe 7 für den Elektromotor 5, wobei das Schaltgetriebe 7 eine Getriebeeingangswelle 8 und eine Getriebeausgangswelle 9 aufweist, wobei die Getriebeeingangswelle 8 koaxial zu der Motorwelle M angeordnet ist und mit dieser drehfest verbunden ist, mit einer Abtriebswelle 6 einer Verbrennungsmotoreinheit 4, und mit einer Kardanwelle 11 vorgeschlagen, wobei die Kardanwelle 11 in einem Endbereich mit der Abtriebswelle 6 gekoppelt ist und wobei die Kardanwelle 11 in einem anderen Endbereich und die Getriebeausgangswelle 9 über ein Abtriebsorgan 10 miteinander gekoppelt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeug mit dem Antriebsstrang.
  • Der Antriebsstrang eines Fahrzeugs dient zur Übertragung des Antriebsdrehmoments von einem oder mehreren Motoren zu den angetriebenen Rädern. Als Drehmomenterzeuger werden in modernen Fahrzeugen oftmals eine Kombination von Elektromotoren und Verbrennungsmotoren als Hybridantrieb eingesetzt.
  • So offenbart beispielsweise die Druckschrift DE 10 2008 029 287 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug, welcher eine erste und eine zweite Achse aufweist und der eine erste Antriebseinheit zum permanenten Antrieb der ersten Achse und eine elektrische Antriebseinheit zum selektiven Antrieb der zweiten Achse aufweist. Die beiden Antriebseinheiten können die beiden Achsen unabhängig voneinander betreiben.
  • Gebiet der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Konzept für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einem Elektromotor vorzuschlagen.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit dem Antriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
  • Im Rahmen der Erfindung wird somit ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug vorgeschlagen. Der Antriebsstrang dient zur Bereitstellung, insbesondere Führung, Untersetzung, Übersetzung, Kombination und/oder Teilung, des Antriebsdrehmoments für das Fahrzeug. Das Fahrzeug ist besonders bevorzugt als ein Auto mit mindestens oder genau zwei Achsen ausgebildet.
  • Der Antriebsstrang umfasst einen Elektromotor, wobei der Elektromotor ein Hauptdrehmoment oder ein Hilfsdrehmoment als ein Drehmoment bereitstellt, wobei das bereitgestellte Drehmoment zum Antrieb des Fahrzeugs dient. Optional ergänzend kann der Elektromotor für eine Lastpunktverschiebung des Antriebsstrangs und/oder für einen generatorischen Betrieb zur Rekuperierung von Energie eingesetzt werden. Der Elektromotor ist besonders bevorzugt zur Versorgung mit Strom mit einer Versorgungsspannung von 48 Volt ausgebildet. Der Elektromotor weist eine Motorwelle auf. Die Motorwelle ist koaxial und/oder konzentrisch zu einem Stator und/oder einem Rotor des Elektromotors angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Motorwelle mit dem Rotor des Elektromotors drehfest gekoppelt.
  • Der Antriebsstrang umfasst ferner ein Schaltgetriebe für das Drehmoment des Elektromotors, insbesondere ausschließlich für das Drehmoment des Elektromotors, welches eine Getriebeeingangswelle und eine Getriebeausgangswelle aufweist. In der allgemeinsten Ausprägung der Erfindung kann das Schaltgetriebe beliebig ausgebildet sein. Das Schaltgetriebe umfasst eine Schalteinrichtung, welche z. B. kraftschlüssig Reibbeläge mit Kupplungslamellen) oder formschlüssig Kupplungskörper mit Kupplungsverzahnung und Schiebemuffe) ausgeführt sein kann. Die Schalteinrichtung kann hydraulisch (oder pneumatisch als Sonderfall), elektro-hydrostatisch, hydro-dynamisch, fliehkraftbetätigt, richtungsbetätigt, elektro-magnetisch oder elektromechanisch geschalten werden. Die Getriebeeingangswelle ist koaxial zu der Motorwelle angeordnet und mit dieser drehfest verbunden. Auf diese Weise wird das Drehmoment des Elektromotors in das Schaltgetriebe übertragen.
  • Ferner umfasst der Antriebsstrang eine Abtriebswelle, wobei die Abtriebswelle mit einer Verbrennungsmotoreinheit koppelbar oder gekoppelt ist. Die Verbrennungsmotoreinheit umfasst vorzugsweise ein Getriebe für den Verbrennungsmotor, welches als eine Schaltgetriebeeinrichtung oder als eine Automatikgetriebeeinrichtung ausgebildet sein kann, sodass das Drehmoment von dem Verbrennungsmotor übersetzt oder untersetzt werden kann, sowie einen Verbrennungsmotor. Besonders bevorzugt umfasst der Antriebsstrang auch die Verbrennungsmotoreinheit, insbesondere das Getriebe und den Verbrennungsmotor. Besonders bevorzugt ist die Abtriebswelle eine Ausgangswelle aus dem Getriebe der Verbrennungsmotoreneinheit. Die Abtriebswelle kann als ein beliebiges Organ ausgebildet sein. So ist es beispielsweise möglich, dass die Abtriebswelle als ein Getrieberad, insbesondere als ein Zahnrad realisiert ist.
  • Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Antriebsstrang eine Kardanwelle umfasst. An dem einen Ende der Kardanwelle ist diese mit der Abtriebswelle ggf. unter Vorschaltung oder Zwischenschaltung einer Längsdifferenzialeinrichtung gekoppelt, so dass Drehmoment oder ein Teil des Drehmoments von der Verbrennungsmotoreneinheit in die Kardanwelle einleitbar ist und/oder eingeleitet wird. An dem anderen Ende der Kardanwelle ist die Kardanwelle über ein Abtriebsorgan mit der Getriebeausgangswelle der Verbrennungsmotoreinheit gekoppelt.
  • Vorzugsweise ist die Kopplung so ausgebildet, dass über das Abtriebsorgan das Drehmoment von dem Elektromotor und/oder von der Verbrennungsmotoreinheit abgebbar ist. Das Abtriebsorgan ermöglicht aufgrund seiner getriebetechnischen Kopplung mit der Kardanwelle und mit der Getriebeausgangswelle, dass das Drehmoment von dem Elektromotor, das Drehmoment von dem Verbrennungsmotor oder ein überlagertes Drehmoment von Elektromotor und Verbrennungsmotor ausgebbar ist. Somit bildet der Antriebsstrang des Fahrzeugs einen Hybridantriebsstrang, der aufgrund der Verteilung von Elektromotor und Verbrennungsmotoreinheit an den beiden freien Enden der Kardanwelle hinsichtlich der Gewichtsverteilung und des Platzbedarfs besonders einfach in dem Fahrzeug integriert werden kann.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Abtriebsorgan im Drehmomentfluss der Verbrennungsmotoreinheit hinter der Kardanwelle angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist der Antriebsstrang so ausgebildet, dass die Verbrennungsmotoreinheit im Bereich der Vorderachse und der Elektromotor und/oder das Getriebe im Bereich der Hinterachse angeordnet ist, wobei der Abstand durch die Kardanwelle überbrückt ist. In dieser Ausgestaltung kann der Antriebsstrang zum Antrieb in einem Vierradmodus oder Allradmodus des Fahrzeugs genutzt werden. In einer alternativen Ausgestaltung kann der Antriebsstrang als ein reiner Hinterachsantrieb mit passiven Vorderrädern ausgebildet sein.
  • Prinzipiell kann der Motor, insbesondere die Motorwelle, einen beliebigen Winkel relativ zu der Längsrichtung des Fahrzeugs und/oder der Längserstreckung der Kardanwelle einnehmen. Beispielsweise kann der Motor z. B. über eine Beveloidstufe angebunden sein. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Motorwelle des Elektromotors parallel und/oder koaxial zu der Kardanwelle ausgerichtet ist. Insbesondere entspricht diese Ausrichtung der Längsrichtung des Fahrzeugs bzw. der Fahrtrichtung des Fahrzeugs bei Geradeausfahrt.
  • Es ist besonders bevorzugt, dass das Schaltgetriebe und/oder der Elektromotor koaxial und/oder konzentrisch zu der Kardanwelle angeordnet ist. Insbesondere überlappen Schaltgetriebe und/oder Elektromotor in radialer Richtung zu der Kardanwelle mit der Kardanwelle. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Schaltgetriebe und/oder der Elektromotor besonders kompakt im Bereich der Kardanwelle positioniert werden kann.
  • In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Schaltgetriebe und/oder der Elektromotor parallel zu der Kardanwelle angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung ist die Getriebeeingangswelle und/oder die Getriebeausgangswelle parallel zu der Kardanwelle angeordnet. Alternativ oder ergänzend ist die Motorwelle des Elektromotors parallel zu der Kardanwelle positioniert. Auch diese Ausgestaltung erlaubt es noch, Schaltgetriebe und/oder Elektromotor sehr platzsparend in dem Fahrzeug anzuordnen. Wie nachfolgend noch erläutert wird, erlauben beide Alternativen zum Beispiel, dass das Schaltgetriebe und/oder der Elektromotor platzsparend in einem Fahrzeugtunnel des Fahrzeugs angeordnet ist, welches durch den Antriebsstrang angetrieben wird.
  • Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Schaltgetriebe mindestens oder genau zwei Schaltstufen und einen Leerlauf. Insbesondere wird bei den Schaltstufen eine höhere Drehzahl des Elektromotors in eine niedrigere Drehzahl auf der Getriebeausgangswelle übersetzt. Der Leerlauf dient dazu, dass das Schaltgetriebe und/oder der Elektromotor passiv geschaltet oder entkoppelt werden kann, sodass Komponenten des Schaltgetriebes und/oder des Elektromotors bei einem ausschließlich verbrennungsmotorischen Antrieb nicht mitgeschleppt werden müssen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Schaltgetriebe mindestens eine Planetenstufe auf. Die Planetenstufe ist besonders bevorzugt als eine Stirnradplanetenstufe ausgebildet. Die Planetenstufe bildet eine der Schaltstufen.
  • Alternativ oder ergänzend weist das Schaltgetriebe mindestens eine Stirnradstufe auf. Es sind auch Mischformen denkbar, so ist es bei einer ersten Ausgestaltung möglich, dass das Schaltgetriebe mindestens zwei Planetenstufen aufweist, wobei die zwei Planetenstufen gemeinsam die zwei Schaltstufen bilden. Alternativ hierzu kann das Schaltgetriebe auch zwei Stirnradstufen aufweisen, welche die zwei Schaltstufen bilden. Bei weiteren Alternativen kann das Schaltgetriebe auch eine Planetenstufe und eine Stirnradstufe aufweisen. Bei Weiterbildung der Erfindung können auch mehr oder weniger Schaltstufen vorgesehen sein.
  • Der Antriebsstrang wird unter anderem verwendet für die folgenden Fahrmanöver: Anfahren, Fahren, Boosten, Segeln, etc. und darüber hinaus im generatorischen Betrieb zur Rekuperation von kinetischer Energie während des Bremsvorgangs sowie zur Lastpunktverschiebung des Verbrennungsmotors zur optimalen Nutzung des eingespritzten Kraftstoffs. Außerdem kann eine Einbindung des Elektromotors in teilautonome Fahrmanöver erfolgen (zum Beispiel Einparken, Anfahren am Hang).
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches einen Antriebsstrang aufweist, wie er zuvor beschrieben wurde.
  • Bei einer bevorzugten Weiterbildung weist das Fahrzeug einen Fahrzeugtunnel auf, welcher besonders bevorzugt in Längsrichtung oder Fahrtrichtung des Fahrzeugs verläuft. In dem Fahrzeugtunnel ist die Kardanwelle angeordnet. Zudem ist in dem Fahrzeugtunnel das Schaltgetriebe und/oder der Elektromotor positioniert. Das Schaltgetriebe und/oder der Elektromotor ist besonders bevorzugt koaxial zu der Kardanwelle angeordnet, sodass das Schaltgetriebe und/oder der Elektromotor die Kardanwelle umlaufend umgibt. Besonders in dieser Ausgestaltung kann das Schaltgetriebe und/oder der Elektromotor besonders platzsparend in dem Fahrzeug untergebracht werden. Ferner ist es ein Vorteil, dass das Schaltgetriebe und/oder der Elektromotor mittig in dem Fahrzeug angeordnet ist, sodass die Gewichtsverteilung optimiert ist. Alternativ hierzu ist das Schaltgetriebe und/oder der Elektromotor parallel versetzt zu der Kardanwelle angeordnet. Auch diese Ausgestaltung nutzt noch den Vorteil, dass der Fahrzeugtunnel zur Unterbringung von Schaltgetriebe und/oder Elektromotor genutzt wird.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
  • 1 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Antriebseinheit umfassend einen Elektromotor und ein Schaltgetriebe als mögliches Ausführungsbeispiel in dem Fahrzeug in der 1;
  • 3 die Antriebseinheit in der 2 in einer zweiten Ausführungsform;
  • 4 die Antriebseinheit in den 2 und 3 in einer weiteren Ausführungsform;
  • 5 die Antriebseinheit der vorhergehenden 2–4 in einer weiteren Ausführungsform.
  • Die 1 zeigt in einer schematischen Draufsicht von oben ein Fahrzeug 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fahrzeug umfasst eine Vorderache VA und eine Hinterachse HA, welche jeweils zwei Räder 2 antreiben. Das Fahrzeug 1 wird durch einen Antriebsstrang 3 angetrieben, wobei als Drehmomenterzeuger in dem Antriebsstrang 3 ein Verbrennungsmotor 4 und ein Elektromotor 5 eingesetzt ist. Der Verbrennungsmotor 4 ist gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Verbrennungsmotorgetriebes ausgebildet, sodass Verbrennungsmotor 4 und das nicht gezeigte Verbrennungsmotorgetriebe eine Verbrennungsmotoreinheit bilden, welche das gegebenenfalls übersetzte oder untersetzte Drehmoment über eine Abtriebswelle 6 der Verbrennungsmotoreinheit abgeben, Die Verbrennungsmotoreinheit ist im Bereich der Vorderachse VA angeordnet.
  • Der Elektromotor 5 ist beispielsweise als ein 48-Volt-Motor ausgebildet und ist mit einem Schaltgetriebe 7 gekoppelt, wobei das Schaltgetriebe 7 eine Getriebeeingangswelle 8 und eine Getriebeausgangswelle 9 aufweist. Die Getriebeeingangswelle 8 ist koaxial zu dem Elektromotor 5, insbesondere der Motorwelle M angeordnet und mit dieser drehfest verbunden. Der Elektromotor 5 und das Schaltgetriebe 7 sind im Bereich der Hinterachse HA angeordnet.
  • Zwischen der Verbrennungsmotoreinheit und dem Elektromotor 5 bzw. dem Schaltgetriebe 7 ist eine Kardanwelle 11 angeordnet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Antriebsstrang als ein reiner Hinterradanatrieb ausgebildet, wobei das Drehmoment der Verbrennungsmotoreinheit über die Abtriebswelle E auf die Kardanwelle 11 geleitet wird und damit in Richtung der Hinterachse HA geführt wird. Die Getriebeausgangswelle 9 ist über ein Abtriebsorgan 10 mit der Kardanwelle 11 gekoppelt, sodass an dem Abtriebsorgan 10 das Drehmoment vom Verbrennungsmotor 4, vom Elektromotor 5 oder von beiden anliegen kann.
  • Zwischen der Getriebeeingangswelle 8 und der Getriebeausgangswelle 9 sind mindestens eine, in diesem Ausführungsbeispiel zwei Schaltstufen US1, US2 und eine Leerlaufstufe N angeordnet. Die Schaltstufen US1, US2 erlauben es, das Drehmoment des Elektromotors 5 mit unterschiedlichen Übersetzungen oder Untersetzungen auf das Abtriebsorgan 10 zu leiten. Durch die Leerlaufstufe N kann der Elektromotor 5 von dem Abtriebsorgan 10 abgekoppelt werden drehentkoppelt werden). Das Abtriebsorgan 10 bildet den Eingang zu einem Hinterradquerdifferenzial, welches das anliegende Drehmoment auf die Räder 2 der Hinterachse HA verteilt. Die Position von Motor 5 und Schaltgetriebe 7 kann auch vertauscht sein. Eine umgekehrte Anordnung von Kardanwelle 11 Kupplung – Schaltstufen US1 und US2 – Elektromotor 5 und Differential ist ebenfalls möglich, wobei der Durchtrieb dann durch den Elektromotor wieder zurück in Richtung Differential erfolgt.
  • Die 2 zeigt eine erste Variante des Schaltgetriebes 7 mit dem Elektromotor 5 für die Integration in das Fahrzeug 1 in der 1. Die Getriebeeingangswelle 8 ist drehfest mit einem Rotor 12 verbunden, welcher von einem Statur 13 umgeben ist. Rotor 12 und Statur 13 bilden gemeinsam den Elektromotor 5. Die Getriebeausgangswelle 9 ist mit der Kardanwelle 11 drehfest gekoppelt, wobei das Abtriebsorgan 10 als ein Kupplungskörper 14 einer Schalteinrichtung 15 ausgebildet ist. Die Schalteinrichtung 15 ermöglicht es, das Schaltgetriebe 7 in Abhängigkeit der Stellung eines Schaltelements 16, welches hierbei als eine Schaltmuffe ausgebildet ist, in die erste Schaltstufe US1, in die Leerlaufstufe N oder in die zweite Schaltstufe US2 zu versetzen. In der Leerlaufstufe N dreht der Kupplungskörper 14 und damit das Abtriebsorgan 10 unabhängig von den Übersetzungsstufen US1 und US2 und somit auch unabhängig von dem Rotor 12. Rotor 12 und Abtriebsorgan 10 sind drehentkoppelt.
  • Das Schaltgetriebe 7 ist als ein zweistufiges Planetenradgetriebe mit zwei Planetenstufen PS1 und PS2 ausgebildet. In der Schaltposition US1 wird der Drehmomentfluss ausgehend von der Getriebeeingangswelle 8 auf ein Sonnenrad 100 der Planetenstufe PS1 gelenkt, welches mit einem ersten Planetensatz 110 kämmt. Der erste Planetensatz 110 kämmt wiederum mit einem Hohlrad 120, welches stationär und drehfest angeordnet ist. Der erste Planetensatz 110 ist auf einem ersten Planetenträger 130 angeordnet. Der erste Planetenträger 130 ist drehfest mit einem zweiten Sonnenrad 140 der zweiten Planetenstufe PS2 gekoppelt. Das zweite Sonnenrad 140 kämmt mit Planeten eines zweiten Planetensatzes 150, welche mit einem zweiten stationären Hohlrad 160 kämmen. Ein zweiter Planetenträger 170 bildet den Abtrieb, wobei in der Schaltstufe US1 über das Schaltelement 16 der Kupplungskörper 14 drehfest mit dem zweiten Planetenträger 170 verbunden ist und das Drehmoment auf das Abtriebsorgan 10 abgeleitet wird.
  • Zudem ist der erste Planetenträger 130 drehfest mit einem zweiten Kupplungskörper 180 verbunden, welcher in der Schaltstufe US2 über das Schaltelement 16 drehfest mit dem Kupplungskörper 14 verbunden ist, sodass in der zweiten Schaltstufe US2 das Drehmoment an dem Abtriebsorgan 10 anliegt.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Abtriebswelle 6 bzw. Kardanwelle 11 von der anderen Seite an das Abtriebsorgan 10 angekoppelt sein und der Abtrieb koaxial zu dem Elektromotor 5 erfolgen.
  • Die 3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Elektromotor 5, Rotor 12 und Statur 13, Schalteinrichtung 15 und Schaltelement 16 in gleicher Weise wie in der 2 angeordnet sind. Die Getriebeeingangswelle 8 ist wieder mit dem Rotor 12 drehfest verbunden. In ähnlicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel in der 2 ist die Getriebeeingangswelle 8 mit einem ersten Sonnenrad 200 einer ersten Planetenstufe PS1 drehfest gekoppelt, welches mit Planeten eines ersten Planetensatzes 210 kämmt. Die Planeten des ersten Planetensatzes 210 kämmen wiederum mit einem ersten Hohlrad 220, welches stationär und/oder drehfest angeordnet ist. Ein erster Planetenträger 230, auf dem die Planeten des Planetensatzes 210 drehbar angeordnet sind, bildet den Abtrieb aus der Planetenstufe PS1. Der erste Planetenträger 230 ist über das Schaltelement 16 drehfest mit dem Kupplungskörper 14 verbindbar, um den ersten Schaltzustand US1 einzustellen.
  • Der Kupplungskörper 14 ist drehfest mit einem Abtriebsritzel 240 verbunden, welches mit einem weiteren Abtriebsritzel 250 kämmt, sodass eine Abtriebswelle 260 aus dem Antriebsstrang 3 parallel versetzt zu der Getriebeeingangswelle 8, zu der Getriebeausgangswelle 9 und/oder zu der Motorwelle ist. Die Abtriebswelle 260 bildet das Abtriebsorgan 10 und ist mit der Kardanwelle 11 gekoppelt. Die Abtriebswelle 260 kann koaxial zu der Kardanwelle 11 angeordnet sein, so dass das Schaltgetriebe 7 und der Motor 5 ebenfalls parallel versetzt zu der Kardanwelle 11 angeordnet sind.
  • Die zweite Schaltstufe US2 wird dadurch gebildet, dass die Getriebeeingangswelle 8 drehfest mit dem Kupplungskörper 14 über die Schalteinrichtung 15 verbunden wird. In diesem Fall erfolgt eine Übersetzung entsprechend dem Übersetzungsverhältnis der Ritzel 240 und 250. Alternativ kann auch eine Vertauschung von Planetenstufe PS1 und den Stirnradstufen der Schaltstufen US1 und US2 erfolgen.
  • In der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei die Schaltstufen US1 und US2 jeweils über eine Stirnradstufe SR1 und SR2 umgesetzt werden. Ausgehend von der Getriebeeingangswelle 8 wird das Drehmoment auf ein koaxial dazu angeordnetes erstes Ritzel 400 übertragen, welches mit einem zweiten Ritzel 410 kämmt, das auf einer Parallelwelle 420 drehfest angeordnet ist. Auf der Parallelwelle 420 sind des Weiteren ein drittes Ritzel 430 und ein viertes Ritzel 440 drehfest angeordnet, wobei das dritte Ritzel 430 mit einem fünften Ritzel 450 auf einer Zusatzwelle 460 und das vierte Ritzel 440 mit einem sechsten Ritzel 470 auf der Zusatzwelle 460 kämmt. In Abhängigkeit der Position des Schaltelements 16 der Schafteinrichtung 15 ist wahlweise das fünfte Ritzel 450 oder das sechste Ritzel 470 mit der Zusatzwelle 460 drehfest verbunden, so dass der Schaltzustand US1 bzw. US2 eingestellt ist. Steht das Schaltelement 16 in einer Mittelstellung, so ist die Normalstufe N eingestellt und es kann kein Drehmoment übertragen werden. Die Zusatzwelle 460 ist drehfest mit dem Abtriebsorgan 10 verbunden, welches mit der Kardanwelle 11 der Verbrennungsmotoreinheit drehfest gekoppelt ist. Die Zusatzwelle 460 ist um die Parallelwelle 420 gegenüber der Motorwelle M bzw. der Getriebeeingangswelle 8 verschwenkt, so dass Zusatzwelle und Motorwelle M bzw. Getriebeeingangswelle 8 parallel zueinander anordbar sind.
  • In der 5 ist schließlich eine Variation der Ausgestaltung wie in der 4 dargestellt, wobei die zwei Schaltstufen US1 und US2 wieder durch zwei Stirnradstufen SR1 und SR2 gebildet werden. Die Getriebeeingangswelle 8 ist koaxial zu der Motorwelle M ausgebildet und wieder mit dem Rotor 12 drehfest verbunden. Auf der Getriebeeingangswelle 8 sitzen zwei erste Ritzel 500 und 510, welche jeweils mit zwei zweiten Ritzeln 520 und 530 kämmen, wobei jeweils ein Ritzelpaar 500–520 und 510–530 als Stirnradstufe SR1 bzw. SR2 die Schaltstufe US1 beziehungsweise US2 bildet. In Abhängigkeit der Schaltstellung des Schaltelements 16 werden die zweiten Ritzel 520, 530 drehfest mit der Getriebeausgangswelle 9 verbunden und das Drehmoment auf das Abtriebsorgan 10 gelenkt. Das Abtriebsorgan 10 kann wieder mit der Kardanwelle 11 drehfest verbunden sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug
    2
    Räder
    3
    Antriebsstrang
    4
    Verbrennungsmotor
    5
    Elektromotor
    6
    Abtriebswelle
    7
    Schaltgetriebe
    8
    Getriebeeingangswelle
    9
    Getriebeausgangswelle
    10
    Abtriebsorgan
    11
    Kardanwelle
    12
    Rotor
    13
    Stator
    14
    Kupplungskörper
    15
    Schalteinrichtung
    16
    Schaltelement
    100
    Sonnenrad
    110
    erster Planetensatz
    120
    Hohlrad
    130
    erster Planetenträger
    140
    zweites Sonnenrad
    150
    zweiter Planetensatz
    160
    zweites stationäres Hohlrad
    170
    zweiter Planetenträger
    180
    zweiter Kupplungskörper
    200
    erstes Sonnenrad
    210
    erster Planetensatz
    220
    erstes Hohlrad
    230
    erster Planetenträger
    240
    Abtriebsritzel
    250
    Abtriebsritzel
    260
    Abtriebswelle
    400
    erstes Ritzel
    410
    zweites Ritzel
    420
    Parallelwelle
    430
    drittes Ritzel
    440
    viertes Ritzel
    450
    fünftes Ritzel
    460
    Zusatzwelle
    470
    sechstes Ritzel
    500
    erstes Ritzel
    510
    erstes Ritzel
    520
    zweites Ritzel
    530
    zweites Ritzel
    VA
    Vorderachse
    HA
    Hinterachse
    US1
    1. Schaltstufe
    US2
    2. Schaltstufe
    PS1
    1. Planetenradstufe
    PS2
    2. Planetenradstufe
    SR1
    1. Stirnradstufe
    SR2
    2. Stirnradstufe
    M
    Motorwelle
    N
    Leerlaufstufe Mittelstellung)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008029287 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Antriebsstrang (3) für ein Fahrzeug (1) mit einem Elektromotor (5), wobei der Elektromotor (5) eine Motorwelle (M) aufweist, mit einem Schaltgetriebe (7) für den Elektromotor (5), wobei das Schaltgetriebe (7) eine Getriebeeingangswelle (8) und eine Getriebeausgangswelle (9) aufweist, wobei die Getriebeeingangswelle (8) koaxial zu der Motorwelle (M) angeordnet ist und mit dieser drehfest verbunden ist, mit einer Abtriebswelle (6) einer Verbrennungsmotoreinheit (4), gekennzeichnet durch eine Kardanwelle (11), wobei die Kardanwelle (11) in einem Endbereich mit der Abtriebswelle (6) gekoppelt ist und wobei in einem anderen Endbereich die Kardanwelle (11) und die Getriebeausgangswelle (9) über ein Abtriebsorgan (10) miteinander gekoppelt sind.
  2. Antriebsstrang (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über das Abtriebsorgan (10) das Drehmoment von dem Elektromotor (5) und/oder von der Verbrennungsmotoreinheit abgebbar ist.
  3. Antriebsstrang (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (M) des Elektromotors (5) parallel und/oder koaxial zu der Kardanwelle (11) ausgerichtet ist.
  4. Antriebsstrang (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (7) und/oder der Elektromotor (5) koaxial und/oder konzentrisch zu der Kardanwelle (11) angeordnet ist.
  5. Antriebsstrang (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (7) und/oder der Elektromotor (5) parallel zu der Kardanwelle angeordnet ist.
  6. Antriebsstrang (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (7) mindestens zwei Übersetzungsstufen (US1, US2) und einen Leerlauf (N) aufweist.
  7. Antriebsstrang (3) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (7) mindestens eine Planetenstufe (PS1, PS2) aufweist.
  8. Antriebsstrang (3) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe (7) mindestens eine Stirnradstufe (SR1, SR2) aufweist.
  9. Fahrzeug (1), gekennzeichnet durch einen Antriebsstrang (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  10. Fahrzeug (1) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Fahrzeugtunnel, wobei in dem Fahrzeugtunnel die Kardanwelle (11) angeordnet ist und wobei das Schaltgetriebe (7) und/oder der Elektromotor (5) in dem Fahrzeugtunnel angeordnet ist.
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