DE102015217198A1

DE102015217198A1 - Elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102015217198A1
Application number: DE102015217198.1A
Authority: DE
Inventors: Franz Kurth
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-09-09
Filing date: 2015-09-09
Publication date: 2017-03-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Elektromotor (1) sowie eine damit verbundene Getriebeanordnung (2) zur Übersetzung und hälftigen Verteilung eines Antriebsdrehmoments des Elektromotors (1) auf zwei Abtriebswellen (3a, 3b), wobei die Getriebeanordnung (2) ein Übersetzungsgetriebe (4) und ein Differential (5) aufweist, und wobei das Übersetzungsgetriebe (4) und das Differential (5) jeweils einen Stufenplanetensatz (6a, 6b) umfassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Elektromotor sowie eine damit verbundene Getriebeanordnung. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Antriebseinheit der zuvor genannten Art.
Gebiet der Erfindung
Zur Reduzierung der CO2-Emissionen gewinnen Hybridantriebe sowie elektrische Antriebe für Kraftfahrzeuge immer stärkere Bedeutung.
Aus der DE 10 2011 007 454 A1 geht eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Antriebseinheit und eine Getriebestufe zur Übersetzung des von der elektrischen Antriebseinheit eingeleiteten Drehmoments hervor. Die Getriebestufe umfasst eine Eingangsstufe, über welche die elektrische Antriebseinheit abtriebsseitig mit der Getriebestufe gekoppelt ist. Ferner ist der Getriebestufe ein Differentialgetriebe zur Übertragung des Drehmoments auf eine Antriebsachse nachgeschaltet. Die elektrische Antriebseinheit ist abtriebsseitig über ein Planetengetriebe mit der Getriebestufe gekoppelt. Das Planetengetriebe ist als ein gestuftes Doppelplanetengetriebe mit zwei axial zueinander auf einer Achse angeordneten Teilplanetenrädern ausgebildet. Die Teilplanetenräder sind drehfest miteinander verbunden und haben unterschiedliche Durchmesser und Außenverzahnungen.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die besonders kostengünstig und kompaktbauend ist.
Erfindungsgemäße Lösung
Erfindungsgemäß umfasst die elektrische Antriebseinheit einen Elektromotor sowie eine damit verbundene Getriebeanordnung zur Übersetzung und hälftigen Verteilung eines Antriebsdrehmoments des Elektromotors auf zwei Abtriebswellen, wobei die Getriebeanordnung ein Übersetzungsgetriebe und ein Differential aufweist, und wobei das Übersetzungsgetriebe und das Differential jeweils einen Stufenplanetensatz umfassen. Mit anderen Worten erfolgt die Übersetzung des Antriebsdrehmoments über das Übersetzungsgetriebe, wobei die hälftige Verteilung des Antriebsdrehmoments über das Differential erfolgt. Sowohl das Übersetzungsgetriebe als auch das Differential weisen lediglich einen Stufenplanetensatz auf. Insbesondere umfasst der jeweilige Stufenplanetensatz mehrere Stufenplaneten, die einen jeweiligen kleinen Verzahnungsdurchmesser sowie einen jeweiligen großen Verzahnungsdurchmesser aufweisen. Die beiden Verzahnungsdurchmesser sind drehfest miteinander verbunden. Über die unterschiedlichen Verzahnungsdurchmesser kann das gewünschte Über- oder Untersetzungsverhältnis eingestellt werden.
Vorzugsweise sind die beiden Stufenplanetensätze an einem gemeinsamen Planetenträger drehbar gelagert, wobei der Planetenträger das Übersetzungsgetriebe getrieblich mit dem Differential verbindet. Somit erfolgt über den Planetenträger die Einspeisung des übersetzten Antriebsdrehmoments in das Differential.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Übersetzungsgetriebe eine erste Sonne und ein erstes Hohlrad aufweist, wobei der erste Stufenplanetensatz radial zwischen der ersten Sonne und dem ersten Hohlrad kämmt. Insbesondere ist das erste Hohlrad stationär an einem Gehäuse festgelegt. Ferner bevorzugt ist die erste Sonne mit dem Elektromotor verbunden.
Des Weiteren bevorzugt weist das Differential eine zweite Sonne und ein zweites Hohlrad auf, wobei der zweite Stufenplanetensatz radial zwischen der zweiten Sonne und dem zweiten Hohlrad kämmt. Insbesondere ist die zweite Sonne drehfest mit der ersten Abtriebswelle verbunden. Vorzugsweise ist das zweite Hohlrad drehfest mit der zweiten Abtriebswelle verbunden.
Somit sind das Übersetzungsgetriebe und das Differential im Wesentlichen identisch ausgebildet. Mithin ist die Teilevielfalt gering, sodass die Getriebeanordnung kostengünstig hergestellt werden kann.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein kleiner Verzahnungsdurchmesser des ersten Stufenplanentensatzes axial überlappend zu einem kleinen Verzahnungsdurchmesser des zweiten Stufenplanentensatzes angeordnet. Mit anderen Worten überlappen sich die beiden kleinen Verzahnungsdurchmesser des jeweiligen Planetensatzes zwar axial, jedoch sind die kleinen Verzahnungsdurchmesser zumindest in Umfangsrichtung und/oder radial voneinander beabstandet. Somit stehen die beiden Stufenplanetensätze nicht miteinander im Zahneingriff, sondern sind lediglich über den Planetenträger getrieblich miteinander verbunden. Insbesondere wird durch diese Ausführungsform die axiale Kompaktheit der Getriebeanordnung weiter erhöht.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen
1 eine schematische Teildarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Teildarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
3 eine schematische, stirnseitige Teildarstellung zur Veranschaulichung der Anordnung des jeweiligen Stufenplanetensatzes in der Getriebeanordnung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Gemäß den 1 und 2 weist eine erfindungsgemäße elektrische Antriebseinheit für ein – hier nicht dargestelltes – Kraftfahrzeug einen Elektromotor 1 sowie eine damit verbundene Getriebeanordnung 2 zur Übersetzung und hälftigen Verteilung eines Antriebsdrehmoments des Elektromotors 1 auf zwei Abtriebswellen 3a, 3b auf. Vorzugsweise ist die jeweilige Abtriebswelle 3a, 3b mit einem jeweiligen – hier nicht dargestellten – Antriebsrad einer Antriebsachse 14 des Kraftfahrzeugs verbunden. Die Getriebeanordnung 2 umfasst ein Übersetzungsgetriebe 4 und ein Differential 5, wobei das Übersetzungsgetriebe 4 und das Differential 5 jeweils einen Stufenplanetensatz 6a, 6b umfassen. Der jeweilige Stufenplanetensatz 6a, 6b beinhaltet mehrere Stufenplaneten 13a, 13b, wobei lediglich ein jeweiliger Stufenplanet 13a, 13b des jeweiligen Stufenplanetensatzes 6a, 6b dargestellt ist. Beide Stufenplanetensätze 6a, 6b sind an einem gemeinsamen Planetenträger 7 drehbar gelagert, wobei der Planetenträger 7 das Übersetzungsgetriebe 4 getrieblich mit dem Differential 5 verbindet.
Das Übersetzungsgetriebe 4 weist eine erste Sonne 8a und ein erstes Hohlrad 9a auf, wobei der erste Stufenplanetensatz 6a radial zwischen der ersten Sonne 8a und dem ersten Hohlrad 9a kämmt. Insbesondere ist ein großer Verzahnungsdurchmesser 12a des ersten Stufenplanetensatzes 6a mit der ersten Sonne 8a im Zahneingriff, wobei ein kleiner Verzahnungsdurchmesser 11a des ersten Stufenplanetensatzes 6a mit dem ersten Hohlrad 9a im Zahneingriff ist. Das erste Hohlrad 9a ist dabei stationär an einem Gehäuse 10 festgelegt und die erste Sonne 8a ist mit dem Elektromotor 1 verbunden. Somit erfolgt über die erste Sonne 8a eine Einspeisung des Drehmoments in die Getriebeanordnung 2.
Demgegenüber umfasst das Differential 5 eine zweite Sonne 8b und ein zweites Hohlrad 9b, wobei der zweite Stufenplanetensatz 6b radial zwischen der zweiten Sonne 8b und dem zweiten Hohlrad 9b kämmt. Insbesondere ist ein kleiner Verzahnungsdurchmesser 11b des zweiten Stufenplanetensatzes 6b mit der zweiten Sonne 8b im Zahneingriff, wobei ein großer Verzahnungsdurchmesser 12b des zweiten Stufenplanetensatzes 6b mit dem zweiten Hohlrad 9b im Zahneingriff ist. Ferner ist die zweite Sonne 8b drehfest mit der ersten Abtriebswelle 3a verbunden, wobei das zweite Hohlrad 9b drehfest mit der zweiten Abtriebswelle 3b verbunden ist. Somit wird das in die Getriebeanordnung 2 eingespeiste Antriebsdrehmoment über die zweite Sonne 8b und das zweite Hohlrad 9b auf die jeweilige Abtriebswelle 3a, 3b geleitet.
Gemäß 2 ist der kleine Verzahnungsdurchmesser 11a des ersten Stufenplanentensatzes 6a axial überlappend zu dem kleinen Verzahnungsdurchmesser 11b des zweiten Stufenplanentensatzes 6b angeordnet. Dadurch ist die Getriebeanordnung 2 gemäß 2 axial kompakter ausgebildet als die Getriebeanordnung 2 gemäß 1.
Nach 3 wird ersichtlich, wie die jeweiligen Stufenplaneten 13a, 13b des jeweiligen Stufenplanetensatzes 6a, 6b radial zwischen der jeweiligen Sonne 8a, 8b und dem jeweiligen Hohlrad 9a, 9b angeordnet sind. Der große Verzahnungsdurchmesser 12a des ersten Stufenplanetensatzes 6a ist mit der ersten Sonne 8a im Zahneingriff, wobei der kleine Verzahnungsdurchmesser 11a des ersten Stufenplanetensatzes 6a mit dem ersten Hohlrad 9a im Zahneingriff ist. Ferner ist der kleine Verzahnungsdurchmesser 11b des zweiten Stufenplanetensatzes 6b mit der zweiten Sonne 8b im Zahneingriff, wobei der große Verzahnungsdurchmesser 12b des zweiten Stufenplanetensatzes 6b mit dem zweiten Hohlrad 9b im Zahneingriff ist.
Bezugszeichenliste

1: Elektromotor
2: Getriebeanordnung
3a, 3b: Abtriebswelle
4: Übersetzungsgetriebe
5: Differential
6a, 6b: Stufenplanetensatz
7: Planetenträger
8a, 8b: Sonne
9a, 9b: Hohlrad
10: Gehäuse
11a, 11b: kleiner Verzahnungsdurchmesser
12a, 12b: großer Verzahnungsdurchmesser
13a, 13b: Stufenplanet
14: Antriebsachse

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 102011007454 A1 [0003]

Claims

Elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Elektromotor (1) sowie eine damit verbundene Getriebeanordnung (2) zur Übersetzung und hälftigen Verteilung eines Antriebsdrehmoments des Elektromotors (1) auf zwei Abtriebswellen (3a, 3b), wobei die Getriebeanordnung (2) ein Übersetzungsgetriebe (4) und ein Differential (5) aufweist, und wobei das Übersetzungsgetriebe (4) und das Differential (5) jeweils einen Stufenplanetensatz (6a, 6b) umfassen.
Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stufenplanetensätze (6a, 6b) an einem gemeinsamen Planetenträger (7) drehbar gelagert sind, wobei der Planetenträger (7) das Übersetzungsgetriebe (4) getrieblich mit dem Differential (5) verbindet.
Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsgetriebe (4) eine erste Sonne (8a) und ein erstes Hohlrad (9a) aufweist, wobei der erste Stufenplanetensatz (6a) radial zwischen der ersten Sonne (8a) und dem ersten Hohlrad (9a) kämmt.
Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlrad (9a) stationär an einem Gehäuse (10) festgelegt ist.
Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sonne (8a) mit dem Elektromotor (1) verbunden ist.
Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Differential (5) eine zweite Sonne (8b) und ein zweites Hohlrad (9b) aufweist, wobei der zweite Stufenplanetensatz (6b) radial zwischen der zweiten Sonne (8b) und dem zweiten Hohlrad (9b) kämmt.
Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Sonne (8b) drehfest mit der ersten Abtriebswelle (3a) verbunden ist.
Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Hohlrad (9b) drehfest mit der zweiten Abtriebswelle (3b) verbunden ist.
Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein kleiner Verzahnungsdurchmesser (11a) des ersten Stufenplanentensatzes (6a) axial überlappend zu einem kleinen Verzahnungsdurchmesser (11b) des zweiten Stufenplanentensatzes (6b) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9.