DE102016201225A1

DE102016201225A1 - Planetengetriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016201225A1
Application number: DE102016201225.8A
Authority: DE
Inventors: Daniel Burghardt; Andreas Dobroschke; Michael Stettin
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2017-01-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe (9) für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Antriebswelle (1), mindestens eine Abtriebswelle (2) sowie mindestens einen zwischen der mindestens einen Antriebswelle (1) und der mindestens einen Abtriebswelle (2) angeordneten und mit diesen trieblich verbundenen Stufenplanetensatz (3), wobei der Stufenplanetensatz (3) mit einem ersten und einem zweiten Hohlrad (4a, 4b) kämmt, wobei ferner das erste Hohlrad (4a) über ein erstes Schaltelement (6a) stationär an einem Gehäuse (5) des Planetengetriebes (9) festlegbar ist, und wobei das zweite Hohlrad (4b) über ein zweites Schaltelement (6b) stationär an dem Gehäuse (5) festlegbar ist, um zumindest zwei unterschiedliche Übersetzungen zu realisieren. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine (8) und das zuvor genannte Planetengetriebe (9).

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine und das zuvor genannte Planetengetriebe.
Die DE 10 2012 021 291 A1 offenbart eine Schaltvorrichtung für ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einer mit einem Antriebsaggregat trieblich verbundenen Getriebe-Eingangswelle, zumindest einer Abtriebswelle, mit mehreren auf den Wellen angeordneten Zahnradsätzen mit Festzahnrädern und über Synchronkupplungen schaltbaren Loszahnrädern zur Bildung von Vorwärtsgängen. Das Loszahnrad ist über eine Schaltkupplung mit einem gehäusefesten Sperrelement zur Bildung einer Parksperre kuppelbar.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Planetengetriebe mit einem Stufenplanetensatz dahingehend weiterzuentwickeln, dass zumindest zwei unterschiedliche Übersetzungen durch einfache Mittel über den Stufenplanetensatz realisiert werden.
Das erfindungsgemäße Planetengetriebe für ein Kraftfahrzeug umfasst mindestens eine Antriebswelle, mindestens eine Abtriebswelle sowie mindestens einen zwischen der mindestens einen Antriebswelle und der mindestens einen Abtriebswelle angeordneten und mit diesen trieblich verbundenen Stufenplanetensatz, wobei der Stufenplanetensatz mit einem ersten und einem zweiten Hohlrad kämmt, wobei ferner das erste Hohlrad über ein erstes Schaltelement stationär an einem Gehäuse des Planetengetriebes festlegbar ist, und wobei das zweite Hohlrad über ein zweites Schaltelement stationär an dem Gehäuse festlegbar ist, um zumindest zwei unterschiedliche Übersetzungen zu realisieren.
Mit anderen Worten ist das erste Schaltelement zwischen dem ersten Hohlrad und dem Gehäuse angeordnet und ermöglicht in einer geöffneten Schaltstellung eine freie Rotation des ersten Hohlrades. Ferner ist das zweite Schaltelement zwischen dem zweiten Hohlrad und dem Gehäuse angeordnet und ermöglicht in einer geöffneten Schaltstellung eine freie Rotation des zweiten Hohlrades. In einer geschlossenen Schaltstellung des jeweiligen Schaltelements wird das jeweilige Hohlrad mechanisch mit dem Gehäuse gekoppelt und somit stationär am Gehäuse festgelegt. Eine geschlossene Schaltstellung des ersten Schaltelements bei gleichzeitig geöffneter Schaltstellung des zweiten Schaltelements realisiert eine erste Übersetzung über den Stufenplanetensatz. Eine geöffnete Schaltstellung des ersten Schaltelements bei gleichzeitig geschlossener Schaltstellung des zweiten Schaltelements realisiert eine zweite Übersetzung über den Stufenplanetensatz. Sofern beide Schaltelemente eine geöffnete Schaltstellung aufweisen, wird eine Freilauffunktion über den Stufenplanetensatz realisiert. Mithin wird keine Antriebsleistung über den Stufenplanetensatz an die Abtriebswelle übertragen. In einer geschlossenen Schaltstellung beider Schaltelemente wird das jeweilige Hohlrad mechanisch mit dem Gehäuse gekoppelt und somit stationär am Gehäuse festgelegt. Dadurch blockiert der Stufenplanetensatz. Mithin wird über die geschlossene Schaltstellung beider Schaltelemente eine Parksperre des Kraftfahrzeugs realisiert.
Vorzugsweise stellt das jeweilige Schaltelement eine formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem jeweiligen Hohlrad und dem Gehäuse her. Beispielsweise kann das jeweilige Schaltelement als Kupplung, vorzugsweise Lamellenkupplung ausgebildet sein, um einen harmonischen Übergang beim Schließen des jeweiligen Schaltelements zu ermöglichen. Insbesondere ist das jeweilige Schaltelement mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch schaltbar.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die mindestens eine Antriebswelle mit einer Sonne verbunden ist, wobei die Sonne mit dem mindestens einen Stufenplanetensatz kämmt. Vorzugsweise ist die mindestens eine Abtriebswelle mit einem Steg verbunden, wobei der mindestens eine Stufenplanetensatz drehbar am Steg gelagert ist. Mithin kämmt der mindestens eine Stufenplanetensatz radial zwischen den beiden Hohlrädern und der Sonne.
Insbesondere weist der Stufenplanetensatz einen ersten Verzahnungsbereich mit einem ersten Durchmesser und einer ersten Zähnezahl sowie einen zweiten Verzahnungsbereich mit einem zweiten Durchmesser und einer zweiten Zähnezahl auf. Die beiden Verzahnungsbereiche sind dabei drehfest miteinander verbunden.
Vorzugsweise ist ein Verhältnis der ersten Zähnezahl des ersten Verzahnungsbereiches zu einer Zähnezahl des ersten Hohlrades ungleich eines Verhältnisses der zweiten Zähnezahl des zweiten Verzahnungsbereiches zu einer Zähnezahl des zweiten Hohlrades. Mit anderen Worten ist der Quotient aus der ersten Zähnezahl des ersten Verzahnungsbereiches und der Zähnezahl des ersten Hohlrades ungleich dem Quotienten aus der zweiten Zähnezahl des zweiten Verzahnungsbereiches und der Zähnezahl des zweiten Hohlrades.
Ferner bevorzugt ist ein Verhältnis des ersten Durchmessers des ersten Verzahnungsbereiches zu einem Durchmesser des ersten Hohlrades ungleich eines Verhältnisses des zweiten Durchmessers des zweiten Verzahnungsbereiches zu einem Durchmesser des zweiten Hohlrades. Mit anderen Worten ist der Quotient aus dem ersten Durchmesser des ersten Verzahnungsbereiches und dem Durchmesser des ersten Hohlrades ungleich dem Quotienten aus dem zweiten Durchmesser des zweiten Verzahnungsbereiches und dem Durchmesser des zweiten Hohlrades.
Eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfasst eine elektrische Maschine und das zuvor genannte Planetengetriebe. Mithin wird die Verwendung des Planetengetriebes in einem zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine als permanenterregte Synchronmaschine ausgebildet. Ferner ist es denkbar, dass die elektrische Maschine eine fremderregte Synchronmaschine oder eine Asynchronmaschine ist.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der vier Figuren näher dargestellt. Es zeigen
1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Planetengetriebe und einem Schaltelement gemäß einer ersten Schaltstellung,
2 eine vereinfachte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Planetengetriebe und dem Schaltelement gemäß einer zweiten Schaltstellung,
3 eine vereinfachte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Planetengetriebe und dem Schaltelement gemäß einer dritten Schaltstellung, und
4 eine vereinfachte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Planetengetriebe und dem Schaltelement gemäß einer vierten Schaltstellung.
Gemäß den 1, 2, 3 und 4 weist eine Antriebsvorrichtung für ein – hier nicht dargestelltes – Kraftfahrzeug eine elektrische Maschine 8 und ein Planetengetriebe 9 auf. Die elektrische Maschine 8 ist vorzugsweise als permanenterregte Synchronmaschine ausgebildet und dazu vorgesehen, das Kraftfahrzeug elektrisch anzutreiben. Ferner ermöglicht die elektrische Maschine 8, beispielsweise während eines Bremsvorgangs des Kraftfahrzeugs, eine Umwandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie, die beispielsweise in einem – hier nicht dargestellten – elektrischen Akkumulator eingespeist werden kann.
Das Planetengetriebe 9 umfasst eine Antriebswelle 1, eine Abtriebswelle 2 und einen Stufenplanetensatz 3. Der Stufenplanetensatz 3 ist zwischen der Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle 2 angeordnet und trieblich mit der Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle 2 verbunden. Dazu ist die Antriebswelle 1 mit einer Sonne 10 verbunden, wobei die Sonne 10 mit dem Stufenplanetensatz 3 kämmt. Ferner ist die Abtriebswelle 2 mit einem Steg 7 verbunden, auf dem der Stufenplanetensatz 3 drehbar gelagert ist. Des Weiteren kämmt der Stufenplanetensatz 3 mit einem ersten und einem zweiten Hohlrad 4a, 4b, wobei das erste Hohlrad 4a über ein erstes Schaltelement 6a stationär an einem Gehäuse 5 des Planetengetriebes 9 festlegbar ist, und wobei das zweite Hohlrad 4b über ein zweites Schaltelement 6b stationär an dem Gehäuse 5 festlegbar ist.
Der Stufenplanetensatz 3 weist einen ersten Verzahnungsbereich 11a mit einem ersten Durchmesser und einer ersten Zähnezahl sowie einen zweiten Verzahnungsbereich 11b mit einem zweiten Durchmesser und einer zweiten Zähnezahl auf. Die beiden Verzahnungsbereiche 11a, 11b sind drehfest miteinander verbunden. Der erste Verzahnungsbereich 11a steht im Zahneingriff mit dem ersten Hohlrad 4a, wobei der zweite Verzahnungsbereich 11b im Zahneingriff mit dem zweiten Hohlrad 4b steht. Ein Verhältnis der ersten Zähnezahl des ersten Verzahnungsbereiches 11a zu einer Zähnezahl des ersten Hohlrades 4a ist ungleich eines Verhältnisses der zweiten Zähnezahl des zweiten Verzahnungsbereiches 11b zu einer Zähnezahl des zweiten Hohlrades 4b. Ferner ist ein Verhältnis des ersten Durchmessers des ersten Verzahnungsbereiches 11a zu einem Durchmesser des ersten Hohlrades 4a ungleich eines Verhältnisses des zweiten Durchmessers des zweiten Verzahnungsbereiches 11b zu einem Durchmesser des zweiten Hohlrades 4b.
Gemäß 1 ist das erste Schaltelement 6a geschlossen und das zweite Schaltelement 6b geöffnet. Mithin besteht eine mechanische Verbindung zwischen dem ersten Hohlrad 4a und dem Gehäuse 5. Zwischen dem zweiten Hohlrad 4b und dem Gehäuse 5 besteht jedoch keine mechanische Verbindung, sodass das zweite Hohlrad 4b frei rotieren kann. Die Antriebsleistung aus der elektrischen Maschine 8 wird über die Antriebswelle 1 und den Stufenplanetensatz 3 mit einer ersten Übersetzung auf die Abtriebswelle 2 übertragen. Dadurch wird eine erste Gangstufe des Planetengetriebes 9 realisiert.
Nach 2 ist das erste Schaltelement 6a geöffnet und das zweite Schaltelement 6b geschlossen. Mithin besteht eine mechanische Verbindung zwischen dem zweiten Hohlrad 4b und dem Gehäuse 5. Zwischen dem ersten Hohlrad 4a und dem Gehäuse 5 besteht jedoch keine mechanische Verbindung, sodass das erste Hohlrad 4a frei rotieren kann. Die Antriebsleistung aus der elektrischen Maschine 8 wird über die Antriebswelle 1 und den Stufenplanetensatz 3 mit einer zweiten Übersetzung auf die Abtriebswelle 2 übertragen. Dadurch wird eine zweite Gangstufe des Planetengetriebes 9 realisiert.
Gemäß 3 sind beide Schaltelement 6a, 6b geöffnet, sodass keine mechanische Verbindung zwischen dem jeweiligen Hohlrad 4a, 4b und dem Gehäuse 5 besteht.
Beide Hohlräder 4a, 4b können somit frei rotieren. Mithin wird keine Antriebsleistung über den Stufenplanetensatz 3 an die Abtriebswelle 2 übertragen. Dadurch wird eine Freilauffunktion realisiert.
Nach 4 sind beide Schaltelement 6a, 6b geschlossen, sodass beide Hohlräder 4a, 4b mechanisch mit dem Gehäuse 5 gekoppelt und somit stationär am Gehäuse 5 festgelegt sind. Diese Schaltstellung blockiert den Stufenplanetensatz 3 aufgrund von zwei wirksamen Übersetzungen am Stufenplanetensatz 3. Mithin wird dadurch eine Parkbremse des Kraftfahrzeugs realisiert.
Bezugszeichenliste

1: Antriebswelle
2: Abtriebswelle
3: Stufenplanetensatz
4a, 4b: Hohlrad
5: Gehäuse
6a, 6b: Schaltelement
7: Steg
8: elektrische Maschine
9: Planetengetriebe
10: Sonne
11a, 11b: Verzahnungsbereich

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 102012021291 A1 [0002]

Claims

Planetengetriebe (9) für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Antriebswelle (1), mindestens eine Abtriebswelle (2) sowie mindestens einen zwischen der mindestens einen Antriebswelle (1) und der mindestens einen Abtriebswelle (2) angeordneten und mit diesen trieblich verbundenen Stufenplanetensatz (3), wobei der Stufenplanetensatz (3) mit einem ersten und einem zweiten Hohlrad (4a, 4b) kämmt, wobei ferner das erste Hohlrad (4a) über ein erstes Schaltelement (6a) stationär an einem Gehäuse (5) des Planetengetriebes (9) festlegbar ist, und wobei das zweite Hohlrad (4b) über ein zweites Schaltelement (6b) stationär an dem Gehäuse (5) festlegbar ist, um zumindest zwei unterschiedliche Übersetzungen zu realisieren.
Planetengetriebe (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Schaltelement (6a, 6b) eine formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem jeweiligen Hohlrad (4a, 4b) und dem Gehäuse (5) herstellt.
Planetengetriebe (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Antriebswelle (1) mit einer Sonne (10) verbunden ist, wobei die Sonne (10) mit dem mindestens einen Stufenplanetensatz (3) kämmt.
Planetengetriebe (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Abtriebswelle (2) mit einem Steg (7) verbunden ist, wobei der mindestens eine Stufenplanetensatz (3) drehbar am Steg (7) gelagert ist.
Planetengetriebe (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stufenplanetensatz (3) einen ersten Verzahnungsbereich (11a) mit einem ersten Durchmesser und einer ersten Zähnezahl sowie einen zweiten Verzahnungsbereich (11b) mit einem zweiten Durchmesser und einer zweiten Zähnezahl aufweist, wobei die beiden Verzahnungsbereiche (11a, 11b) drehfest miteinander verbunden sind.
Planetengetriebe (9) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis der ersten Zähnezahl des ersten Verzahnungsbereiches (11a) zu einer Zähnezahl des ersten Hohlrades (4a) ungleich eines Verhältnisses der zweiten Zähnezahl des zweiten Verzahnungsbereiches (11b) zu einer Zähnezahl des zweiten Hohlrades (4b) ist.
Planetengetriebe (9) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis des ersten Durchmessers des ersten Verzahnungsbereiches (11a) zu einem Durchmesser des ersten Hohlrades (4a) ungleich eines Verhältnisses des zweiten Durchmessers des zweiten Verzahnungsbereiches (11b) zu einem Durchmesser des zweiten Hohlrades (4b) ist.
Verwendung eines Planetengetriebes (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug.
Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine (8) und ein Planetengetriebe (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (8) als permanenterregte Synchronmaschine ausgebildet ist.