DE102015008835A1 - Drive device for a motor vehicle, in particular a passenger car - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung (10) für einen Kraftwagen, mit einer elektrischen Maschine (12), mit einem Differentialgetriebe (34), über welches Räder des Kraftwagens antreibbar sind, mit einem ein von der elektrischen Maschine (12) antreibbares Sonnenrad (38) und einen Planetenträger (44) aufweisenden Planetengetriebe (36), und mit einer über den Planetenträger (44) und das Sonnenrad (38) von der elektrischen Maschine (12) antreibbaren Stirnradstufe (48), über welche das Differentialgetriebe (34) von der elektrischen Maschine (12) antreibbar ist, wobei die Stirnradstufe (48) in axialer Richtung der elektrischen Maschine (12) zwischen dieser und dem Planetengetriebe (36) angeordnet ist.The invention relates to a drive device (10) for a motor vehicle, comprising an electric machine (12) with a differential gear (34), via which wheels of the motor vehicle can be driven, with a sun gear (38) which can be driven by the electric machine (12). and a planetary gear (36) having a planet carrier (44), and having a spur gear stage (48) which can be driven by the electric machine (12) via the planet carrier (44) and the sun gear (38) and via which the differential gear (34) is driven by the electric gear Machine (12) is drivable, wherein the spur gear (48) in the axial direction of the electric machine (12) between the latter and the planetary gear (36) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, in particular a passenger car, according to the preamble of patent claim 1.

Eine solche Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, ist beispielsweise bereits der DE 10 2010 061 217 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Antriebseinrichtung umfasst dabei eine elektrische Maschine, welche beispielsweise in einem Motorbetrieb als Elektromotor betreibbar ist. Ferner umfasst die Antriebseinrichtung ein Differentialgetriebe, welches üblicherweise auch als Differential bezeichnet wird. Über das Differential sind Räder des Kraftwagens antreibbar. sodass der Kraftwagen insgesamt über das Differential angetrieben werden kann. Das Differential umfasst beispielsweise Antriebswellenräder sowie Ausgleichsräder, welche über jeweilige Verzahnungen mit den Antriebswellenrädern im Eingriff stehen. Dabei sind die Antriebswellenräder von den Ausgleichsrädern antreibbar und mit jeweiligen Antriebswellen gekoppelt, sodass die Antriebswellen über die Antriebswellenräder und die Ausgleichsräder angetrieben werden können. Die Räder des Kraftwagens wiederum sind mit den Antriebswellen, welche beispielsweise als Gelenkwellen ausgebildet sind, gekoppelt, sodass die Räder über die Antriebswellen, die Antriebswellenräder und die Ausgleichsräder von dem Differential angetrieben werden können.Such a drive device for a motor vehicle, in particular passenger cars, for example, is already the DE 10 2010 061 217 A1 to be known as known. In this case, the drive device comprises an electric machine which, for example, can be operated as an electric motor in a motor operation. Furthermore, the drive device comprises a differential gear, which is usually referred to as a differential. About the differential wheels of the motor vehicle can be driven. so that the car can be driven in total via the differential. The differential includes, for example, drive shaft gears and differential gears, which are engaged via respective gears with the drive shaft gears. The drive shaft gears are drivable by the differential gears and coupled to respective drive shafts, so that the drive shafts can be driven via the drive shaft gears and the differential gears. The wheels of the motor vehicle in turn are coupled to the drive shafts, which are designed, for example, as propeller shafts, so that the wheels can be driven by the differential via the drive shafts, the drive shaft wheels and the differential gears.

Die Antriebseinrichtung umfasst ferner ein Planetengetriebe, welches ein von der elektrischen Maschine antreibbares Sonnenrad und einen vom Sonnenrad antreibbaren Planetenträger aufweist. Darüber hinaus umfasst die Antriebseinrichtung eine Stirnradstufe, welche über den Planetenträger und das Sonnenrad von der elektrischen Maschine antreibbar ist. Über die Stirnradstufe wiederum ist das Differentialgetriebe von der elektrischen Maschine antreibbar, so dass die Räder beziehungsweise die Antriebswellen über das Differentialgetriebe, die Stirnradstufe, den Planetenträger und das Sonnenrad von der elektrischen Maschine antreibbar sind.The drive device further comprises a planetary gear, which has a sun gear drivable by the electric machine and a planet carrier which can be driven by the sun gear. In addition, the drive device comprises a spur gear, which is drivable via the planet carrier and the sun gear of the electric machine. The differential gear can in turn be driven by the electric machine via the spur gear stage, so that the wheels or the drive shafts can be driven by the electric machine via the differential gear, the spur gear stage, the planet carrier and the sun gear.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern.Object of the present invention is to improve a drive device of the type mentioned.

Diese Aufgabe wird durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a drive device having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Antriebseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu verbessern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Stirnradstufe in axialer Richtung der elektrischen Maschine zwischen der elektrischen Maschine und dem Planetengetriebe angeordnet ist. Darunter ist zu verstehen, dass wenigstens ein Zahnrad der Stirnradstufe zumindest teilweise in axialer Richtung der elektrischen Maschine zwischen dieser und dem Planetengetriebe angeordnet ist. Beispielsweise umfasst die Stirnradstufe ein erstes als Stirnrad ausgebildetes Zahnrad, welches von dem Planetenträger antreibbar ist. Das erste Zahnrad kann dabei beispielsweise einstückig mit dem Planetenträger ausgebildet sein. Ferner umfasst die Stirnradstufe ein als Stirnrad ausgebildetes zweites Zahnrad, welches über jeweilige Verzahnungen mit dem ersten Zahnrad in Eingriff steht. Somit ist das zweite Zahnrad von dem ersten Zahnrad antreibbar, welches wiederum von dem Planetenträger antreibbar ist. Über das zweite Zahnrad ist das Differentialgetriebe antreibbar, welches beispielsweise drehfest mit dem zweiten Zahnrad verbunden ist.In order to improve a drive device specified in the preamble of claim 1 way, it is inventively provided that the spur gear is arranged in the axial direction of the electric machine between the electric machine and the planetary gear. This is to be understood that at least one gear of the spur gear at least partially disposed in the axial direction of the electric machine between this and the planetary gear. For example, the spur gear comprises a first gear designed as a spur gear, which is driven by the planet carrier. The first gear may be formed integrally with the planet carrier, for example. Further, the spur gear comprises a second gear formed as a spur gear, which is engaged via respective teeth with the first gear. Thus, the second gear is drivable by the first gear, which in turn is driven by the planet carrier. About the second gear, the differential gear is driven, which is for example rotatably connected to the second gear.

Dabei ist es bei der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung vorgesehen, dass zumindest das erste Zahnrad zumindest teilweise in axialer Richtung der elektrischen Maschine zwischen der elektrischen Maschine und dem Planetengetriebe angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, die elektrische Maschine besonders nahe am Differentialgetriebe anzuordnen, da das Planetengetriebe auf einer der elektrischen Maschine abgewandten Seite der Stirnradstufe, insbesondere des ersten Zahnrads, angeordnet ist. In der Folge kann ein besonders kompakter Aufbau der Antriebseinrichtung geschaffen werden. Ferner ist es denkbar, bei gleichbleibendem Bauraumbedarf der Antriebseinrichtung eine besonders große axiale Länge der elektrischen Maschine zu realisieren, sodass eine besonders leistungsstarke elektrische Maschine verwendet und in einem nur geringen Fahrzeugbauraum angeordnet beziehungsweise in den Fahrzeugbauraum integriert werden kann.It is provided in the drive device according to the invention that at least the first gear is at least partially disposed in the axial direction of the electric machine between the electric machine and the planetary gear. This makes it possible to arrange the electric machine particularly close to the differential gear, since the planetary gear on a side facing away from the electric machine of the spur gear, in particular the first gear is arranged. As a result, a particularly compact construction of the drive device can be created. Furthermore, it is conceivable to realize a particularly large axial length of the electric machine with the same space requirement of the drive device, so that a particularly powerful electric machine can be used and arranged in a small vehicle installation space or integrated into the vehicle installation space.

Durch den Einsatz der Stirnradstufe ist eine Radsatzstruktur gebildet, die die Möglichkeit bildet, kompakt ausgeführte Fahrschemel-E-Maschinen unterschiedlicher Leistungsklassen mit einer sinnvollen Übersetzung an das als Achsdifferential fungierende Differentialgetriebe anzubinden. Dabei ist es möglich, die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung mit bereits vorhandenen Gelenkwellen zu verbauen, die in ihrer Ursprungslage bleiben können. Mit anderen Worten ist es möglich, bereits existierende Antriebsstränge um die erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung zu ergänzen, wobei übermäßige Änderungen der bereits existierenden Antriebsstränge vermieden werden können. Insbesondere bietet die Stirnradstufe und die Kompaktheit der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung die Möglichkeit, leistungsstarke, hochdrehende elektrische Maschinen, welche auch als E-Maschinen bezeichnet werden, zu integrieren und dabei vorteilhafte Getriebeübersetzungen in vorgegebenen, sehr kleinen Bauräumen zu realisieren.Through the use of the spur gear, a wheelset structure is formed, which forms the possibility to connect compact running subframe E-machines of different power classes with a meaningful translation to the acting as axle differential. It is possible to obstruct the drive device according to the invention with existing cardan shafts, which can remain in their original position. In other words, it is possible to supplement already existing drive trains by the drive device according to the invention, wherein excessive changes of the already existing drive trains can be avoided. In particular, the spur gear and the compactness of the drive device according to the invention offers the possibility of integrating high-performance, high-speed electrical machines, which are also referred to as e-machines and thereby realize advantageous transmission ratios in predetermined, very small installation spaces.

Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung ist dabei speziell für den Querverbau ausgelegt. Dies bedeutet, dass die axiale Richtung der elektrischen Maschine in Einbaulage der Antriebseinrichtung in Fahrzeugquerrichtung verläuft. Dabei nimmt die Antriebseinrichtung ihre Einbaulage in fertig hergestelltem Zustand des Kraftwagens ein. Dadurch ist es möglich, auf besonders kompakte Weise einen Radantrieb, insbesondere Vierrad- oder Allradantrieb, des Kraftwagens zu schaffen, dessen Räder mittels der Antriebseinrichtung angetrieben werden können. Ferner ist es möglich, mittels der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung einen Hinterantrieb des Kraftwagens zu schaffen, dessen Hinterräder dann mittels der quer eingebauten Antriebseinrichtung besonders vorteilhaft angetrieben werden können.The drive device according to the invention is designed especially for cross-construction. This means that the axial direction of the electric machine in the installed position of the drive device extends in the vehicle transverse direction. In this case, the drive device assumes its installation position in finished manufactured state of the motor vehicle. This makes it possible to provide a particularly compact way a wheel drive, especially four-wheel or four-wheel drive, the motor vehicle whose wheels can be driven by the drive means. Furthermore, it is possible to provide a rear drive of the motor vehicle by means of the drive device according to the invention, the rear wheels can then be driven by the transverse drive device particularly advantageous.

Um auf besonders einfache und kompakte Weise einen alternativen beziehungsweise hybriden Antriebsstrang zu schaffen, ist es bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung eine Verbrennungskraftmaschine umfasst, mittels welcher das Differentialgetriebe antreibbar ist. Hierdurch lässt sich auch auf besonders einfache Weise ein Allrad- oder Vierradantrieb des Kraftwagens schaffen, da mittels der elektrischen Maschine beispielsweise erste Räder und mittels der Verbrennungskraftmaschine zweite Räder des Kraftwagens sowie gegebenenfalls auch die ersten Räder angetrieben werden können.In order to provide an alternative or hybrid drive train in a particularly simple and compact manner, it is provided in an advantageous embodiment of the invention that the drive means comprises an internal combustion engine, by means of which the differential gear is driven. As a result, a four-wheel drive of the motor vehicle can also be created in a particularly simple manner, since first wheels and by means of the internal combustion engine second wheels of the motor vehicle and possibly also the first wheels can be driven by means of the electric machine.

Zur Realisierung des Vierradantriebs kommt beispielsweise eine sogenannte Allradwelle zum Einsatz, welche beispielsweise durch einen Mitteltunnel eines Bodens der Karosserie des Kraftwagens verläuft. Üblicherweise ist die Lage der Allradwelle im Kraftwagen durch diesen Mitteltunnel vorgegeben, wodurch auch die Position des Differentialgetriebes im Kraftwagen festgelegt ist. Üblicherweise kommt es hierbei zu einem Bauraumkonflikt mit der elektrischen Maschine, wobei dieser Bauraumkonflikt durch die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung vermieden werden kann. Es ist nämlich möglich, die elektrische Maschine besonders nahe am Differentialgetriebe anzuordnen.To realize the four-wheel drive, for example, a so-called four-wheel shaft is used, which runs for example through a center tunnel of a floor of the body of the motor vehicle. Usually, the position of the all-wheel shaft in the car is predetermined by this center tunnel, whereby the position of the differential gear is fixed in the car. Usually, this leads to a space conflict with the electric machine, wherein this space conflict can be avoided by the drive device according to the invention. Namely, it is possible to arrange the electric machine particularly close to the differential gear.

Mit anderen Worten ermöglicht die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung die wahlweise Adaption eines mechanischen Vierrad- oder Allradantriebs. Hierzu weist das Differentialgetriebe beispielsweise ein von dem zweiten Zahnrad der Stirnradstufe unterschiedliches Tellerrad auf, wobei ein von der Verbrennungskraftmaschine antreibbares Antriebsritzel vorgesehen ist, welches mit dem Tellerrad über jeweilige Verzahnungen im Eingriff steht. Das Differentialgetriebe kann somit über das zweite Zahnrad von der elektrischen Maschine und über das Tellerrad und das Antriebsritzel von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden. Gleichzeitlich ist dabei ein elektrischer Antrieb des Kraftwagens darstellbar.In other words, the drive device according to the invention allows the optional adaptation of a mechanical four-wheel or four-wheel drive. For this purpose, the differential gear, for example, a different from the second gear of the spur gear ring gear, wherein a drivable by the internal combustion engine drive pinion is provided, which is in engagement with the ring gear on respective teeth. The differential gear can thus be driven via the second gear from the electric machine and the ring gear and the drive pinion of the internal combustion engine. At the same time an electric drive of the motor vehicle is displayed.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die jeweilige Verzahnung des Tellerrads und des Antriebsritzels als Hypoidverzahnung ausgebildet ist.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the respective toothing of the ring gear and the drive pinion is designed as Hypoidverzahnung.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Gelenkwellenflansch vorgesehen ist, über welchen das Antriebsritzel mit einer von der Verbrennungskraftmaschine antreibbaren Gelenkwelle verbindbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, a Gelenkwellenflansch is provided, via which the drive pinion with a drivable by the internal combustion engine drive shaft is connectable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass zwischen dem Antriebsritzel und der Gelenkwelle eine Kupplung angeordnet ist, welche zwischen wenigstens einer das Antriebsritzel von der Gelenkwelle entkoppelnden Offenstellung und wenigstens einer das Antriebsritzel mit der Gelenkwelle koppelnden Schließstellung verstellbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that between the drive pinion and the propeller shaft, a clutch is arranged, which is adjustable between at least one of the drive pinion of the propeller shaft decoupling open position and at least one of the drive pinion with the propeller shaft coupling closed position.

Zur Erfindung gehört auch ein Kraftwagen mit einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung.The invention also includes a motor vehicle with a drive device according to the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Schnittansicht einer Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen, welche eine Stirnradstufe, eine elektrische Maschine und ein Planetengetriebe umfasst, wobei die Stirnradstufe in axialer Richtung der elektrischen Maschine zwischen dieser und dem Planetengetriebe angeordnet ist.The drawing shows in the single FIGURE is a schematic sectional view of a drive device for a motor vehicle, which comprises a spur gear, an electric machine and a planetary gear, wherein the spur gear is arranged in the axial direction of the electric machine between this and the planetary gear.

Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine Antriebseinrichtung 10 für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen. Die Antriebseinrichtung 10 umfasst eine elektrische Maschine 12, welche auch als Elektromaschine oder E-Maschine bezeichnet wird. Die elektrische Maschine 12 umfasst einen Stator 14 sowie einen Rotor 16, welcher um eine Drehachse 18 relativ zum Stator 14 drehbar ist. Der Rotor 16 ist mit einer Welle 20 der elektrischen Maschine 12 drehfest gekoppelt, sodass die Welle 20 über den Rotor 16 vom Stator 14 um die Drehachse 18 antreibbar ist.The single FIGURE shows a schematic sectional view of a drive device 10 for a motor vehicle, in particular a passenger car. The drive device 10 includes an electric machine 12 , which is also referred to as an electric machine or electric motor. The electric machine 12 includes a stator 14 and a rotor 16 which is about a rotation axis 18 relative to the stator 14 is rotatable. The rotor 16 is with a wave 20 the electric machine 12 rotatably coupled, so that the shaft 20 over the rotor 16 from the stator 14 around the axis of rotation 18 is drivable.

Aus der Fig. ist auch ein Gehäuse 22 der Antriebseinrichtung 10 erkennbar, in welchem die elektrische Maschine 12 aufgenommen ist. Dabei ist der Rotor 16 über die Welle 20 an dem Gehäuse 22 um die Drehachse 18 relativ zu dem Gehäuse 22 drehbar gelagert. Hierzu sind Lager 24 und 26 vorgesehen, welche beispielsweise als Wälzlager ausgebildet sind. From the Fig. Is also a housing 22 the drive device 10 recognizable in which the electric machine 12 is included. Here is the rotor 16 over the wave 20 on the housing 22 around the axis of rotation 18 relative to the housing 22 rotatably mounted. These are bearings 24 and 26 provided, which are formed for example as a rolling bearing.

Die elektrische Maschine 12 ist in einem Motorbetrieb als Elektromotor betreibbar. Beispielsweise umfasst der Kraftwagen eine als Traktionsbatterie ausgebildete Batterie, mittels welcher elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom speicherbar ist. Zum Betreiben der elektrischen Maschine 12 im Motorbetrieb wird die elektrische Maschine 12 mit elektrischem Strom aus der Batterie versorgt.The electric machine 12 is operable as an electric motor in a motor operation. For example, the motor vehicle comprises a battery designed as a traction battery, by means of which electrical energy or electric current can be stored. To operate the electric machine 12 In engine operation, the electric machine 12 supplied with electric current from the battery.

Die Antriebseinrichtung 10 umfasst ferner Antriebswellen 28 und 30, welche beispielsweise als Gelenkwellen ausgebildet sind. Im fertig hergestellten Zustand des Kraftwagens sind Bodenkontaktelemente in Form von Rädern des Kraftwagens mit den jeweiligen Antriebswellen 28 und 30 gekoppelt, sodass die Räder über die Antriebswellen 28 und 30 von der elektrischen Maschine 12 antreibbar sind. Hierzu sind die Antriebswellen 28 und 30 von der elektrischen Maschine 12 antreibbar. Im fertig hergestellten Zustand des Kraftwagens nimmt die Antriebseinrichtung 10 ihre Einbaulage ein, in welcher die axiale Richtung der elektrischen Maschine 12 in Fahrzeugquerrichtung verläuft. Die axiale Richtung der elektrischen Maschine 12 fällt dabei mit der Drehachse 18 zusammen. In der Fig. veranschaulichen durchgezogene Richtungspfeile 32 einen Leistungsfluss von der elektrischen Maschine 12 auf die Antriebswellen 28 und 30, wenn diese von der elektrischen Maschine 12 angetrieben werden.The drive device 10 further includes drive shafts 28 and 30 , which are formed for example as drive shafts. In the finished state of the motor vehicle are ground contact elements in the form of wheels of the motor vehicle with the respective drive shafts 28 and 30 coupled, so that the wheels through the drive shafts 28 and 30 from the electric machine 12 are drivable. For this purpose, the drive shafts 28 and 30 from the electric machine 12 drivable. In the finished state of the motor vehicle takes the drive device 10 its installation position, in which the axial direction of the electric machine 12 runs in the vehicle transverse direction. The axial direction of the electric machine 12 falls with the axis of rotation 18 together. In the figure, solid directional arrows illustrate 32 a power flow from the electric machine 12 on the drive shafts 28 and 30 if this from the electric machine 12 are driven.

Die Antriebseinrichtung 10 umfasst ein Differentialgetriebe 34, welches auch als Differential bezeichnet wird und von der elektrischen Maschine 12 antreibbar ist. Über das Differentialgetriebe 34 sind die Antriebswellen 28 und 30 und somit die Räder des Kraftwagens antreibbar. Hierzu umfasst das Differentialgetriebe 34 in der Fig. nicht erkennbare Ausgleichsräder und Antriebswellenräder, wobei die Ausgleichsräder und die Antriebswellenräder Zahnräder mit jeweiligen Verzahnungen sind. Die Antriebswellenräder stehen mit den Ausgleichsrädern über die jeweiligen Verzahnungen im Eingriff, sodass die Antriebswellenräder von den Ausgleichsrädern antreibbar sind. Die Ausgleichsräder sind drehbar an einem Korb des Differentialgetriebes 34 gelagert und über den Korb antreibbar. Die Antriebswellenräder sind beispielsweise drehfest mit den Antriebswellen 28 und 30 verbunden, sodass die Antriebswellen 28 und 30 über die Antriebswellenräder antreibbar sind. Der Korb des Differentialgetriebes 34 ist von der elektrischen Maschine 12 antreibbar, wie im Folgenden noch erläutert wird.The drive device 10 includes a differential gear 34 , which is also referred to as differential and of the electric machine 12 is drivable. About the differential gear 34 are the drive shafts 28 and 30 and thus the wheels of the motor vehicle drivable. This includes the differential gear 34 in the figure not recognizable differential gears and drive shaft gears, wherein the differential gears and the drive shaft gears are gears with respective teeth. The drive shaft gears are engaged with the differential gears via the respective gears, so that the drive shaft gears are driven by the differential gears. The differential gears are rotatable on a basket of the differential gear 34 stored and driven over the basket. The drive shaft wheels are for example rotationally fixed with the drive shafts 28 and 30 connected so that the drive shafts 28 and 30 can be driven via the drive shaft wheels. The basket of the differential gear 34 is from the electric machine 12 drivable, as will be explained below.

Die Antriebseinrichtung 10 umfasst ferner ein Planetengetriebe 36, welches ein Sonnenrad 38, Planetenräder 40 sowie ein Hohlrad 42 umfasst. Ferner umfasst das Planetengetriebe 36 einen Planetenträger 44, welcher auch als Steg bezeichnet wird. Die Planetenräder 40 sind dabei an dem Planetenträger 44 um jeweilige Drehachsen 46 relativ zum Planetenträger 44 drehbar gelagert. Das Sonnenrad 38 und der Planetenträger 44 sind dabei um die Drehachse 18 relativ zu dem Gehäuse 22 drehbar. Das Hohlrad 42 hingegen ist am Gehäuse 22 festgelegt und kann sich somit nicht relativ zum Gehäuse 22 drehen. Das Sonnenrad 38 steht mit den Planetenrädern 40 über jeweilige Verzahnungen im Eingriff, wobei die Planetenräder 40 ihrerseits über jeweilige Verzahnungen mit dem Hohlrad 42 im Eingriff stehen. Das Sonnenrad 38 ist drehfest mit der Welle 20 verbunden, wobei das Sonnenrad 38 einstückig mit der Welle 20 ausgebildet sein kann. Dadurch ist das Sonnenrad 38 über die Welle 20 von der elektrischen Maschine 12 antreibbar, sodass das Planetengetriebe 36 insgesamt von der elektrischen Maschine 12 antreibbar ist. Dabei ist das Sonnenrad 38 ein Antrieb des Planetengetriebes 36.The drive device 10 further comprises a planetary gear 36 which is a sun wheel 38 , Planetary gears 40 and a ring gear 42 includes. Furthermore, the planetary gear comprises 36 a planet carrier 44 , which is also referred to as a bridge. The planet wheels 40 are at the planet carrier 44 around respective axes of rotation 46 relative to the planet carrier 44 rotatably mounted. The sun wheel 38 and the planet carrier 44 are around the axis of rotation 18 relative to the housing 22 rotatable. The ring gear 42 however, the case is on 22 set and thus can not relative to the housing 22 rotate. The sun wheel 38 stands with the planet wheels 40 via respective gears in engagement, wherein the planetary gears 40 in turn via respective gears with the ring gear 42 are engaged. The sun wheel 38 is rotatable with the shaft 20 connected, with the sun gear 38 integral with the shaft 20 can be trained. This is the sun wheel 38 over the wave 20 from the electric machine 12 driven, so the planetary gear 36 in total from the electric machine 12 is drivable. Here is the sun wheel 38 a drive of the planetary gear 36 ,

Wie im Folgenden noch erläutert wird, ist der Planetenträger 44 (Steg) ein Abtrieb des Planetengetriebes 36.As will be explained below, the planet carrier 44 (Bridge) an output of the planetary gear 36 ,

Die Antriebseinrichtung 10 umfasst eine Stirnradstufe 48, welche ein als Stirnrad ausgebildetes, erstes Zahnrad 50 und ein als Stirnrad ausgebildetes, zweites Zahnrad 52 umfasst. Die Zahnräder 50 und 52 stehen über jeweilige Verzahnungen miteinander im Eingriff, wobei das Zahnrad 50 vom Planetenträger 44 und das Zahnrad 52 vom Zahnrad 50 antreibbar ist.The drive device 10 includes a spur gear stage 48 , which is designed as a spur gear, first gear 50 and a second gear formed as a spur gear 52 includes. The gears 50 and 52 are engaged via respective gears with each other, wherein the gear 50 from the planet carrier 44 and the gear 52 from the gear 50 is drivable.

Das Zahnrad 50 ist drehfest mit dem Planetenträger 44 verbunden, wobei das Zahnrad 50 einstückig mit dem Planetenträger 44 ausgebildet sein kann. Dadurch ist das Zahnrad 50 über den Planetenträger 44, die Planetenräder 40, das Sonnenrad 38 und die Welle 20 von der elektrischen Maschine antreibbar, wobei das Zahnrad 52 über das Zahnrad 50 von der elektrischen Maschine 12 antreibbar ist.The gear 50 is non-rotatable with the planet carrier 44 connected, the gear 50 integral with the planet carrier 44 can be trained. This is the gear 50 over the planet carrier 44 , the planetary gears 40 , the sun wheel 38 and the wave 20 drivable by the electric machine, with the gear 52 over the gear 50 from the electric machine 12 is drivable.

Ferner ist das Differentialgetriebe 34 über die Stirnradstufe 48, insbesondere das zweite Zahnrad 52, von der elektrischen Maschine 12 antreibbar. Hierzu ist beispielsweise das zweite Zahnrad 52 drehfest mit dem Differentialgetriebe 34, insbesondere mit dem Korb des Differentialgetriebes 34, verbunden, wobei das Zahnrad 52 einstückig mit dem Korb des Differentialgetriebes 34 ausgebildet sein kann.Further, the differential gear 34 over the spur gear 48 , in particular the second gear 52 , from the electric machine 12 drivable. For this example, the second gear 52 rotatably with the differential gear 34 , in particular with the basket of the differential gear 34 , connected, the gear 52 integral with the basket of the differential gear 34 can be trained.

Um nun einen besonders kompakten Aufbau, das heißt geringe Außenabmessungen der Antriebseinrichtung 10, realisieren zu können, ist die Stirnradstufe 48 in axialer Richtung der elektrischen Maschine 12 zwischen der elektrischen Maschine 12 und dem Planetengetriebe 36 angeordnet. Wie aus der Fig. erkennbar ist, sind dabei die Zahnräder 50 und 52 jeweils zumindest teilweise in axialer Richtung der elektrischen Maschine 12 zwischen dieser und dem Planetengetriebe 36 angeordnet. Hierdurch kann die elektrische Maschine 12 besonders nahe am Differentialgetriebe 34 angeordnet werden. Wie ferner aus der Fig. erkennbar ist, sind sowohl die elektrische Maschine 12 als auch das Planetengetriebe 36, die Stirnradstufe 48 und das Differentialgetriebe 34 in dem Gehäuse 22 angeordnet. In order to have a particularly compact design, that is, small external dimensions of the drive device 10 Being able to realize is the spur gear stage 48 in the axial direction of the electric machine 12 between the electric machine 12 and the planetary gear 36 arranged. As can be seen from the figure, are the gears 50 and 52 each at least partially in the axial direction of the electric machine 12 between this and the planetary gear 36 arranged. This allows the electric machine 12 especially close to the differential gear 34 to be ordered. As can also be seen from the figure, both the electric machine 12 as well as the planetary gear 36 , the spur gear 48 and the differential gear 34 in the case 22 arranged.

Optional umfasst die Antriebseinrichtung 10 eine in der Fig. nicht erkennbare Verbrennungskraftmaschine, welche beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungsmaschine ausgebildet ist. Dabei sind das Differentialgetriebe 34 und über dieses die Antriebswellen 28 und 30 und somit die Räder des Kraftwagens von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar, wobei in der Fig. durch gestrichelte Richtungspfeile 54 ein Leistungsfluss von der Verbrennungskraftmaschine auf die Antriebswellen 28 und 30 dargestellt ist, wenn die Antriebswellen 28 und 30 von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden.Optionally, the drive device comprises 10 a in the figure not recognizable internal combustion engine, which is designed for example as a reciprocating internal combustion engine. Here are the differential gear 34 and about this the drive shafts 28 and 30 and thus the wheels of the motor vehicle driven by the internal combustion engine, wherein in the figure by dashed direction arrows 54 a power flow from the internal combustion engine to the drive shafts 28 and 30 is shown when the drive shafts 28 and 30 be driven by the internal combustion engine.

Dabei weist das Differentialgetriebe 34 ein Zahnrad in Form eines Tellerrades 56 auf, welches in axialer Richtung der elektrischen Maschine 12 beziehungsweise des Differentialgetriebes 34 zumindest teilweise zwischen der elektrischen Maschine 12 und der Stirnradstufe 48, insbesondere dem zweiten Zahnrad 52, angeordnet ist. Dabei ist das Tellerrad 56 ein vom Zahnrad 52 unterschiedliches, zusätzlich dazu vorgesehenes Zahnrad, über welches das Differentialgetriebe 34 von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Das Tellerrad 56 ist dabei drehfest mit dem Korb des Differentialgetriebes 34 verbunden, insbesondere einstückig mit dem Korb ausgebildet. Außerdem umfasst die Antriebseinrichtung 10 ein von der Verbrennungskraftmaschine antreibbares Antriebsritzel 58, welches über jeweilige Verzahnungen 60 mit dem Tellerrad 56 im Eingriff steht. Dadurch ist das Tellerrad 56 über das Antriebsritzel 58 von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei gezeigt, wenn die jeweiligen Verzahnungen 60 als Hypoidverzahnungen ausgebildet sind.In this case, the differential gear 34 a gear in the form of a ring gear 56 on which in the axial direction of the electric machine 12 or the differential gear 34 at least partially between the electric machine 12 and the spur gear stage 48 , in particular the second gear 52 , is arranged. This is the ring gear 56 one from the gear 52 different, additionally provided gear, via which the differential gear 34 is drivable by the internal combustion engine. The ring gear 56 is rotatably with the basket of the differential gear 34 connected, in particular integrally formed with the basket. In addition, the drive device comprises 10 a drivable by the internal combustion engine drive pinion 58 , which has respective toothings 60 with the ring gear 56 is engaged. This is the crown wheel 56 over the drive pinion 58 drivable by the internal combustion engine. It has proven to be particularly advantageous if the respective toothings 60 are designed as Hypoidverzahnungen.

Die Verbrennungskraftmaschine weist eine Abtriebswelle insbesondere in Form einer Kurbelwelle auf, über welche ein in der Fig. nicht erkennbares Getriebe des Kraftwagens antreibbar ist. Bezogen auf den Leistungsfluss von der Verbrennungskraftmaschine auf die Antriebswellen 28 und 30 ist das Getriebe zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Antriebsritzel 58 angeordnet. Dabei kann zwischen dem Getriebe und dem Antriebsritzel 58 optional ein Gelenkwellenflansch 62 vorgesehen sein, über welchen das Antriebsritzel 58 mit einer von der Verbrennungskraftmaschine antreibbaren und bezogen auf den Leistungsfluss von der Verbrennungskraftmaschine auf die Antriebswellen 28 und 30 zwischen dem Antriebsritzel 58 und dem Getriebe angeordneten Gelenkwelle verbindbar beziehungsweise verbunden ist.The internal combustion engine has an output shaft, in particular in the form of a crankshaft, via which a transmission of the motor vehicle, which is not recognizable in the figure, can be driven. Based on the power flow from the internal combustion engine to the drive shafts 28 and 30 is the transmission between the internal combustion engine and the drive pinion 58 arranged. It can be between the gear and the drive pinion 58 optionally a cardan shaft flange 62 be provided, via which the drive pinion 58 with one of the internal combustion engine drivable and based on the power flow from the internal combustion engine to the drive shafts 28 and 30 between the drive pinion 58 and the transmission arranged articulated shaft is connected or connected.

Als ferner besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn bezogen auf den Leistungsfluss von der Verbrennungskraftmaschine auf die Antriebswellen 28 und 30 zwischen dem Antriebsritzel 58 und dem Getriebe, insbesondere der Gelenkwelle, eine Kupplung 64 der Antriebseinrichtung 10 angeordnet ist, wobei die Kupplung 64 zwischen wenigstens einer das Antriebsritzel 58 von der Gelenkwelle entkoppelnden Offenstellung in wenigstens eine das Antriebsritzel 58 mit der Gelenkwelle koppelnden Schließstellung verstellbar ist. Die Kupplung kann dabei als sogenannte Torque-on-Demand-Kupplung fungieren.As further particularly advantageous, it has been shown, when based on the power flow from the internal combustion engine to the drive shafts 28 and 30 between the drive pinion 58 and the transmission, in particular the propeller shaft, a clutch 64 the drive device 10 is arranged, the clutch 64 between at least one of the drive pinion 58 from the PTO shaft decoupling open position in at least one of the drive pinion 58 with the propeller shaft coupling closed position is adjustable. The clutch can act as a so-called torque-on-demand clutch.

Beispielsweise ist ein Vorderradantrieb des Kraftwagens vorgesehen, wobei Vorderräder des Kraftwagens von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar sind. Zur Realisierung eines Vierradantriebs beziehungsweise Allradantriebs ist die Gelenkwelle vorgesehen, da über die Gelenkwelle und die Antriebswellen 28 und 30 beispielsweise Hinterräder des Kraftwagens von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar sind. Um lediglich die Vorderräder, nicht jedoch die Hinterräder mittels der Verbrennungskraftmaschine anzutreiben, wird die Kupplung 64 geöffnet, das heißt in ihre Offenstellung geschaltet. Dabei ist es möglich, die Hinterräder mittels der elektrischen Maschine 12 anzutreiben. Um sowohl die Vorderräder als auch die Hinterräder mittels der Verbrennungskraftmaschine anzutreiben, wird die Kupplung 64 geschlossen, das heißt in ihre Schließstellung verstellt.For example, a front wheel drive of the motor vehicle is provided, wherein front wheels of the motor vehicle can be driven by the internal combustion engine. To realize a four-wheel drive or four-wheel drive, the propeller shaft is provided because of the propeller shaft and the drive shafts 28 and 30 For example, rear wheels of the motor vehicle can be driven by the internal combustion engine. To drive only the front wheels, but not the rear wheels by means of the internal combustion engine, the clutch 64 opened, that is, switched to its open position. It is possible, the rear wheels by means of the electric machine 12 drive. To drive both the front wheels and the rear wheels by means of the internal combustion engine, the clutch 64 closed, that is adjusted in its closed position.

Aus der Fig. ist erkennbar, dass die Antriebseinrichtung 10 grundsätzlich für den Quereinbau ausgelegt ist und dabei eine nur sehr geringe, in Fahrzeugquerrichtung verlaufende axiale Länge aufweist, sodass der Bauraumbedarf der Antriebseinrichtung 10 besonders gering gehalten werden kann. Durch die Möglichkeit, die elektrische Maschine 12 besonders nahe am Differentialgetriebe 34 anzuordnen, kann eine besonders lange und somit leistungsstarke elektrische Maschine 12 verwendet werden, welche auch in einem nur geringen gegebenen Bauraum angeordnet werden kann.From the Fig. It can be seen that the drive device 10 is basically designed for transverse mounting and thereby has only a very small, running in the vehicle transverse direction axial length, so that the space requirement of the drive device 10 can be kept very low. By the possibility of the electric machine 12 especially close to the differential gear 34 can arrange a particularly long and thus powerful electric machine 12 can be used, which can also be arranged in a small space available.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010061217 A1 [0002] DE 102010061217 A1 [0002]

Claims (7)

Antriebseinrichtung (10) für einen Kraftwagen, mit einer elektrischen Maschine (12), mit einem Differentialgetriebe (34), über welches Räder des Kraftwagens antreibbar sind, mit einem ein von der elektrischen Maschine (12) antreibbaren Sonnenrad (38) und einen Planetenträger (44) aufweisenden Planetengetriebe (36), und mit einer über den Planetenträger (44) und das Sonnenrad (38) von der elektrischen Maschine (12) antreibbaren Stirnradstufe (48), über welche das Differentialgetriebe (34) von der elektrischen Maschine (12) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnradstufe (48) in axialer Richtung der elektrischen Maschine (12) zwischen dieser und dem Planetengetriebe (36) angeordnet ist.Drive device ( 10 ) for a motor vehicle, with an electric machine ( 12 ), with a differential gear ( 34 ), over which wheels of the motor vehicle are drivable, with a one of the electric machine ( 12 ) sun gear ( 38 ) and a planet carrier ( 44 ) having planetary gear ( 36 ), and with one over the planet carrier ( 44 ) and the sun wheel ( 38 ) of the electric machine ( 12 ) drivable spur gear stage ( 48 ), via which the differential gear ( 34 ) of the electric machine ( 12 ), characterized in that the spur gear stage ( 48 ) in the axial direction of the electric machine ( 12 ) between this and the planetary gear ( 36 ) is arranged. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist, mittels welcher das Differentialgetriebe (34) antreibbar ist.Drive device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that an internal combustion engine is provided, by means of which the differential gear ( 34 ) is drivable. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialgetriebe (34) ein Tellerrad (56) aufweist, wobei ein von der Verbrennungskraftmaschine antreibbares Antriebsritzel (58) vorgesehen ist, welches mit dem Tellerrad (56) über jeweilige Verzahnungen (60) im Eingriff steht.Drive device ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the differential gear ( 34 ) a ring gear ( 56 ), wherein one of the internal combustion engine drivable drive pinion ( 58 ) is provided, which with the ring gear ( 56 ) via respective toothings ( 60 ) is engaged. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Verzahnung (60) als Hypoidverzahnung ausgebildet ist.Drive device ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the respective toothing ( 60 ) is designed as Hypoidverzahnung. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gelenkwellenflansch (62) vorgesehen ist, über welchen das Antriebsritzel (58) mit einer von der Verbrennungskraftmaschine antreibbaren Gelenkwelle verbindbar ist.Drive device ( 10 ) according to claim 3 or 4, characterized in that a Gelenkwellenflansch ( 62 ) is provided, via which the drive pinion ( 58 ) Is connectable to a drivable by the internal combustion engine propeller shaft. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antriebsritzel (58) und der Gelenkwelle eine Kupplung (64) angeordnet ist, welche zwischen wenigstens einer das Antriebsritzel (58) von der Gelenkwelle entkoppelnden Offenstellung und wenigstens einer das Antriebsritzel (58) mit der Gelenkwelle koppelnden Schließstellung verstellbar ist.Drive device ( 10 ) according to claim 5, characterized in that between the drive pinion ( 58 ) and the propeller shaft a coupling ( 64 ), which between at least one of the drive pinion ( 58 ) decoupling from the propeller shaft open position and at least one of the drive pinion ( 58 ) with the propeller shaft coupling closed position is adjustable. Kraftwagen, mit einer Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Car, with a drive device ( 10 ) according to any one of the preceding claims.
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