DE102014213146A1 - Antriebsanordnung mit einem kontinuierlich variablem Getriebe und einem wälzenden Differential mit zwei Gängen - Google Patents
Antriebsanordnung mit einem kontinuierlich variablem Getriebe und einem wälzenden Differential mit zwei Gängen Download PDFInfo
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- B60K2001/001—Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine (1) und eine damit verbundene Getriebevorrichtung (2), umfassend ein Differential (3) und ein Stirnrad (4), die eine erste und eine zweite Abtriebswelle (5a, 5b) getrieblich mit der elektrischen Maschine (1) koppeln. Erfindungsgemäß ist das Differential (3) als wälzendes Differential (3) ausgebildet, wobei die erste Abtriebswelle (5a) getrieblich mit dem wälzenden Differential (3) verbunden ist und die zweite Abtriebswelle (5b) getrieblich mit dem Stirnrad (4) verbunden ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine und eine damit verbundene Getriebevorrichtung, umfassend ein Differential und ein Stirnrad, die eine erste und eine zweite Abtriebswelle getrieblich mit der elektrischen Maschine koppeln.
- Gebiet der Erfindung
- Aus der
DE 10 2007 055 767 A1 geht ein elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug mit einem elektrischen Motor, welcher über ein Stirnradgetriebe und ein Ausgleichsgetriebe zwei Abtriebe antreibt, hervor. Insbesondere treibt der elektrische Motor mit seiner Motorwelle ein erstes Stirnrad an, das in Wirkverbindung mit einem zweiten Stirnrad steht, welches über eine Zwischenwelle drehfest mit einem dritten Stirnrad verbunden ist. Das dritte Stirnrad ist in Wirkverbindung mit einem vierten Stirnrad, welches drehfest mit einem Differentialkorb des Ausgleichsgetriebes verbunden ist. Somit weist das Stirnradgetriebe insgesamt vier Stirnräder auf. - Der Nachteil des zuvor genannten Standes der Technik besteht darin, dass die Getriebeanordnung, insbesondere das Stirnradgetriebe viele Getriebeteile, insbesondere Stirnräder aufweist. Dadurch benötigt die gesamte Getriebeanordnung relativ viel Bauraum. Ferner wird aufgrund der vier Stirnräder der Wirkungsgrad des Getriebes gesenkt und das Gewicht erhöht.
- Aufgabenstellung
- Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsanordnung mit einem Differential und einem Stirnrad zu schaffen, die kompaktbauend und gewichtsoptimiert ist sowie einen hohen Wirkungsgrad aufweist.
- Erfindungsgemäße Lösung
- Erfindungsgemäß ist das Differential als wälzendes Differential ausgebildet, wobei die erste Abtriebswelle getrieblich mit dem wälzenden Differential verbunden ist und die zweite Abtriebswelle getrieblich mit dem Stirnrad verbunden ist. An den beiden Abtriebswellen ist zumindest mittelbar jeweils ein Rad zum Antrieb des Fahrzeugs angeordnet. Somit stellt die erste Abtriebswelle einen ersten Leistungsausgang und die zweite Abtriebswelle einen zweiten Leistungsausgang der Antriebsanordnung dar.
- Vorzugsweise ist die elektrische Maschine über eine Sonnenwelle mit dem wälzenden Differential getrieblich verbunden. Die Sonnenwelle ist vorteilhafterweise unmittelbar mit der elektrischen Maschine verbunden. Ferner kann die Sonnenwelle aber auch zweiteilig ausgebildet sein. Als elektrische Maschine dient, insbesondere ein Elektromotor, umfassend einen Rotor und einen Stator.
- Besonders bevorzugt kämmt die Sonnenwelle mit einem auf einem Planetenträger drehbar gelagerten Planetensatz. Insbesondere kämmt der Planetensatz radial zwischen der Sonnenwelle und einem Hohlrad. Mit anderen Worten umfasst das wälzende Differential die als Leistungseingang dienende Sonnenwelle sowie den auf den Planetenträger drehbar gelagerten Planetensatz, der radial zwischen der Sonnenwelle und dem Hohlrad angeordnet ist. Dadurch ist das wälzende Differential besonders kompakt ausgebildet.
- Des Weiteren bevorzugt ist der Planetenträger mit der ersten Abtriebswelle gekoppelt. Mithin dient der Planetenträger als ein erster Leistungsausgang des wälzenden Differentials.
- Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Hohlrad eine Außenverzahnung aufweist und mit dem Stirnrad kämmt. Somit kämmt das Hohlrad sowohl mit dem Planetensatz des wälzenden Differentials als auch mit dem Stirnrad. Dabei stellt das Hohlrad einen zweiten Leistungsausgang des wälzenden Differentials dar.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die erste und die zweite Abtriebswelle parallel angeordnet und weisen einen Achsversatz auf. Mit anderen Worten befinden sich die beiden Abtriebswellen nicht auf einer gemeinsamen Achse, sondern sind radial voneinander beabstandet. Daraus resultiert, insbesondere eine Bauraumeinsparung in axialer Richtung der Abtriebswellen.
- Vorzugsweise ist der Achsversatz der beiden Abtriebswellen durch jeweils eine mit der ersten und mit der zweiten Abtriebswelle verbundene Gelenkwelle kompensierbar. Somit erlauben die beiden Gelenkwellen unter Verwendung einfacher und kompakter Bauteile die Kompensation des Achsversatzes. Ebenfalls denkbar ist beispielsweise die Verwendung von Gleichlaufgelenken oder dergleichen zur Kompensation des Achsversatzes.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die erste und die zweite Abtriebswelle auf einer gemeinsamen Achse angeordnet, wobei zumindest die Getriebevorrichtung einen Drehwinkel aufweist, der bezogen auf die gemeinsame Achse der beiden Abtriebswellen zwischen 10° und 80° beträgt. Mit anderen Worten ist zumindest die Getriebevorrichtung um den Drehwinkel gedreht, so dass die beiden Abtriebswellen aufgrund dieser Drehung auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. Dadurch entfallen die zuvor genannten Gelenkwellen zur Kompensation des Achsversatzes. Ferner ist es denkbar neben der Getriebevorrichtung auch die elektrische Maschine um den Drehwinkel zu drehen, so dass bis auf die beiden Abtriebswellen die gesamte Antriebsanordnung gedreht wird. Ein Drehwinkel von 0° stellt dabei den Quereinbau der Antriebsanordnung im Fahrzeug dar, wobei ein Drehwinkel von 90° einen Längseinbau der Antriebsanordnung im Fahrzeug darstellt.
- Besonders bevorzugt beträgt der Drehwinkel bezogen auf die gemeinsame Achse der beiden Abtriebswellen zwischen 30° und 60°. Insbesondere beträgt der Drehwinkel bezogen auf die gemeinsame Achse der beiden Abtriebswellen zwischen 40° und 50°.
- Kurzbeschreibung der Zeichnung
- Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen
-
1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und -
2 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. - Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
- Gemäß
1 und2 weist eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung für ein Fahrzeug eine elektrischen Maschine1 und eine damit verbundene Getriebevorrichtung2 auf. Die Getriebevorrichtung2 beinhaltet ein wälzendes Differential3 und ein Stirnrad4 , wobei das wälzende Differential3 über einen Planetenträger7 mit einer ersten Abtriebswelle5a trieblich zusammenwirkt und das Stirnrad4 mit einer zweiten Abtriebswelle5b trieblich zusammenwirkt. Eine Sonnenwelle6 verbindet die elektrische Maschine1 mit dem wälzenden Differential3 und stellt somit einen Leistungseingang des wälzenden Differentials3 dar. Die Sonnenwelle6 kämmt dabei mit einem auf dem Planetenträger7 drehbar gelagerten Planetensatz8 , der seinerseits mit einem Hohlrad9 kämmt. Das Hohlrad9 weist ferner eine Außenverzahnung10 auf und kämmt darüber mit dem Stirnrad4 . Die Antriebsanordnung erlaubt somit eine Leistungsteilung im wälzenden Differential3 , das als Planetengetriebe ausgebildet ist, sowie eine hohe Übersetzung bei einem hohen Wirkungsgrad. - Nach
1 sind die erste und die zweite Abtriebswelle5a ,5b parallel angeordnet und weisen einen Achsversatz auf. Der Achsversatz der beiden Abtriebswellen5a ,5b wird jedoch durch jeweils eine mit der ersten und mit der zweiten Abtriebswelle5a ,5b verbundene Gelenkwelle11a ,11b kompensiert. Die beiden Gelenkwellen11a ,11b verbinden die beiden Abtriebswellen5a ,5b mit jeweils einem – hier nicht dargestellten – auf einer gemeinsamen Achse12 angeordnetem Rad des Fahrzeugs. - Gemäß
2 sind die erste und die zweite Abtriebswelle5a ,5b auf einer gemeinsamen Achse12 angeordnet, wobei die Getriebevorrichtung2 und die elektrische Maschine1 einen Drehwinkel13 aufweisen, der bezogen auf die gemeinsame Achse12 der beiden Abtriebswellen5a ,5b 50° beträgt. Die beiden Abtriebswellen5a ,5b sind jeweils mit einem – hier nicht dargestellten – Rad des Fahrzeugs verbunden. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- elektrische Maschine
- 2
- Getriebevorrichtung
- 3
- Differential
- 4
- Stirnrad
- 5a, 5b
- Abtriebswelle
- 6
- Sonnenwelle
- 7
- Planetenträger
- 8
- Planetensatz
- 9
- Hohlrad
- 10
- Außenverzahnung
- 11a, 11b
- Gelenkwelle
- 12
- Achse
- 13
- Drehwinkel
- 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 102007055767 A1 [0002]
Claims (10)
- Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine (
1 ) und eine damit verbundene Getriebevorrichtung (2 ), umfassend ein Differential (3 ) und ein Stirnrad (4 ), die eine erste und eine zweite Abtriebswelle (5a ,5b ) getrieblich mit der elektrischen Maschine (1 ) koppeln, dadurch gekennzeichnet, dass das Differential (3 ) als wälzendes Differential (3 ) ausgebildet ist, wobei die erste Abtriebswelle (5a ) getrieblich mit dem wälzenden Differential (3 ) verbunden ist und die zweite Abtriebswelle (5b ) getrieblich mit dem Stirnrad (4 ) verbunden ist. - Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (
1 ) über eine Sonnenwelle (6 ) mit dem wälzenden Differential (3 ) getrieblich verbunden ist. - Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenwelle (
6 ) mit einem auf einem Planetenträger (7 ) drehbar gelagerten Planetensatz (8 ) kämmt. - Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (
7 ) mit der ersten Abtriebswelle (5a ) gekoppelt ist. - Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetensatz (
8 ) radial zwischen der Sonnenwelle (6 ) und einem Hohlrad (9 ) kämmt. - Antriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (
9 ) eine Außenverzahnung (10 ) aufweist und mit dem Stirnrad (4 ) kämmt. - Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Abtriebswelle (
5a ,5b ) parallel angeordnet sind und einen Achsversatz aufweisen. - Antriebsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsversatz der beiden Abtriebswellen (
5a ,5b ) durch jeweils eine mit der ersten und mit der zweiten Abtriebswelle (5a ,5b ) verbundene Gelenkwelle (11a ,11b ) kompensierbar ist. - Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Abtriebswelle (
5a ,5b ) auf einer gemeinsamen Achse (12 ) angeordnet sind, wobei zumindest die Getriebevorrichtung (2 ) einen Drehwinkel (13 ) aufweist, der bezogen auf die gemeinsame Achse (12 ) der beiden Abtriebswellen (5a ,5b ) zwischen 10° und 80° beträgt. - Antriebsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwinkel (
13 ) bezogen auf die gemeinsame Achse (12 ) der beiden Abtriebswellen (5a ,5b ) zwischen 30° und 60° beträgt.
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