DE102016215011A1

DE102016215011A1 - Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016215011A1
Application number: DE102016215011.1A
Authority: DE
Inventors: Franz Kurth
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-08-11
Filing date: 2016-08-11
Publication date: 2018-02-15
Also published as: WO2018028745A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebsmaschine (1), die über eine Antriebswelle (2) mit einer Getriebevorrichtung (3) wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung (3) eine Eingangsstufe (4), eine Laststufe (5) und eine Differentialstufe (6) aufweist, wobei die Eingangsstufe (4) einen erste Planetensatz (7a) mit mehreren Planetenräder (7) aufweist, wobei die Planetenräder (7) des ersten Planetensatzes (7a) drehbar an einem ersten Planetenträger (8a) angeordnet sind und radial zwischen einer ersten Sonne (9a) und einem ersten Hohlrad (10a) im Zahneingriff stehen, wobei die Laststufe (5) einen zweiten Planetensatz (7b) mit mehreren Planetenräder (7) aufweist, wobei die Planetenräder (7) des zweiten Planetensatzes (7b) drehbar an einem zweiten Planetenträger (8b) angeordnet sind und radial zwischen einer zweiten Sonne (9b) und einem zweiten Hohlrad (10b) im Zahneingriff stehen, wobei der zweite Planetenträger (8b) mit der Differentialstufe (6) wirkverbunden ist, wobei der erste Planetenträger (8a) drehfest mit der zweiten Sonne (9b) verbunden ist, wobei das erste Hohlrad (10a) drehfest mit dem zweiten Planetenträger (8b) verbunden ist, und wobei entweder die Antriebswelle (2) drehfest mit der ersten Sonne (9a) verbunden ist und das zweite Hohlrad (10b) über ein Schaltelement (12a) mit einem Gehäuse (16) der Getriebevorrichtung (3) koppelbar ist oder die Antriebswelle (2) über ein Schaltelement (12b) mit der ersten Sonne (9a) koppelbar ist und das zweite Hohlrad (10b) drehfest mit dem Gehäuse (16) der Getriebevorrichtung (3) koppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug.
Aus der DE 10 2012 011 686 A1 geht ein Übersetzungs- und Ausgleichsgetriebe mit einem Gehäuse, mit einer Eingangswelle und zwei koaxial zu der Eingangswelle angeordneten Ausgangswellen hervor. Dabei sind ein Übersetzungsabschnitt und ein als Stirnraddifferential ausgebildeter Ausgleichsabschnitt vorgesehen, wobei der Übersetzungsabschnitt zwei Planetenstufen aufweist, nämlich eine Eingangsstufe und eine Laststufe. Das Sonnenrad der Eingangsstufe ist mit der Eingangswelle wirksam verbunden, wobei die Laststufe ein gehäusefestes Hohlrad aufweist und das Sonnenrad der Laststufe über einen Steg mit mindestens einem Planetenrad der Eingangsstufe wirksam verbunden ist. Mindestens ein Planetenrad der Laststufe ist über einen Steg mit dem Hohlrad der Eingangsstufe wirksam verbindbar. Über eine entsprechend vorgesehene und/oder angeordnete Kopplungsvorrichtung ist das Hohlrad der Eingangsstufe wirksam mit dem Steg der Laststufe koppelbar bzw. entkoppelbar. Die Kopplungsvorrichtung weist dazu einen Mitnehmerring, einen Koppelring und ein Koppelrad auf.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug weiterzuentwickeln.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Antriebsmaschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung eine Eingangsstufe, eine Laststufe und eine Differentialstufe aufweist, wobei die Eingangsstufe einen erste Planetensatz mit mehreren Planetenräder aufweist, wobei die Planetenräder des ersten Planetensatzes drehbar an einem ersten Planetenträger angeordnet sind und radial zwischen einer ersten Sonne und einem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei die Laststufe einen zweiten Planetensatz mit mehreren Planetenräder aufweist, wobei die Planetenräder des zweiten Planetensatzes drehbar an einem zweiten Planetenträger angeordnet sind und radial zwischen einer zweiten Sonne und einem zweiten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei der zweite Planetenträger mit der Differentialstufe wirkverbunden ist, wobei der erste Planetenträger drehfest mit der zweiten Sonne verbunden ist, wobei das erste Hohlrad drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbunden ist, und wobei entweder die Antriebswelle drehfest mit der ersten Sonne verbunden ist und das zweite Hohlrad über ein Schaltelement mit einem Gehäuse der Getriebevorrichtung koppelbar ist oder die Antriebswelle über ein Schaltelement mit der ersten Sonne koppelbar ist und das zweite Hohlrad drehfest mit dem Gehäuse der Getriebevorrichtung koppelbar ist. Mithin ist das Schaltelement an einem Zentralrad der Eingangsstufe der Getriebevorrichtung, nämlich an der ersten Sonne oder an einem Zentralrad der Laststufe der Getriebevorrichtung, nämlich am zweiten Hohlrad angeordnet.
Unter dem Begriff „wirkverbunden“ ist zu verstehen, dass zwei Elemente direkt miteinander verbunden sein können, oder sich zwischen zwei Elemente noch weitere Elemente befinden, beispielsweise ein oder mehrere Zahnräder.
Zwei miteinander kämmende oder im Zahneingriff stehende Zahnräder sind zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad vorgesehen. Unter einem „Zahnrad“ ist beispielsweise eine Sonne, ein Hohlrad sowie ein Planetenrad eines Planetensatzes zu verstehen.
Des Weiteren ist unter dem Begriff „Schaltelement” eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist. Im geöffneten Zustand überträgt das Schaltelement kein Drehmoment. Somit überträgt das Schaltelement nur in einem zumindest teilweise geschlossenen Zustand ein Drehmoment zwischen zwei mit dem Schaltelement zusammenwirkenden Elementen.
Vorzugsweise ist das Schaltelement als Kupplung ausgebildet und weist mindestens zwei Schaltstellungen auf. Das Schaltelement kann sowohl als Lastschaltelement, insbesondere als Reibkupplung, als auch als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Klauenkupplung ausgebildet sein. Insbesondere kann das Schaltelement von einem Aktuator betätigt werden, um ein Öffnen oder Schließen des Schaltelements zu bewirken. Der Aktuator kann hydraulisch, elektromechanisch, elektromagnetisch oder beispielsweise auch pneumatisch betätigbar ausgeführt sein.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Antriebsmaschine als elektrische Maschine mit einem Stator und einen Rotor ausgebildet ist. Insbesondere ist die Antriebsmaschine koaxial zur Differentialstufe angeordnet. Vorzugsweise ist die Antriebswelle koaxial zu den beiden Abtriebswellen angeordnet. Insbesondere ist die Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet, wobei eine der beiden Abtriebswellen axial durch die Antriebswelle verläuft.
Bevorzugt ist die Differentialstufe als Stirnraddifferential ausgebildet, wobei die Differentialstufe dazu vorgesehen ist, eine Antriebsleistung der Antriebsmaschine auf die beiden Abtriebswellen zu verteilen. Mit anderen Worten ist die Differentialstufe mit den beiden Abtriebswellen wirkverbunden. Insbesondere sind die beiden Abtriebswellen auf einer gemeinsamen Antriebsachse angeordnet. Die Differentialstufe weist einen ersten und einen zweiten Planetensatz auf, wobei die Planetenräder des ersten Planetensatzes mit einer Verzahnung an der ersten Abtriebswelle im Zahneingriff stehen, wobei ferner die Planetenräder des zweiten Planetensatzes mit einer Verzahnung an der zweiten Abtriebswelle im Zahneingriff stehen, und wobei die Planetenräder beider Planetensätze paarweise miteinander im Zahneingriff stehen.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt. Hierbei zeigt
1 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
2 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Gemäß den 1 und 2 weist eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein – hier nicht dargestelltes – Kraftfahrzeug eine Antriebsmaschine 1 und eine Getriebevorrichtung 3 auf. Die Antriebsmaschine 1 ist als elektrische Maschine ausgebildet und weist einen Stator 13 sowie einen Rotor 14 auf. Ferner ist die Getriebevorrichtung 3 an die Antriebsmaschine 1 angeflanscht. Eine Antriebsleistung der Antriebsmaschine 1 wird über eine Antriebswelle 2, die zwischen der Antriebsmaschine 1 und der Getriebevorrichtung 3 angeordnet ist, in die Getriebevorrichtung 3 eingeleitet. Die Getriebevorrichtung 3 umfasst eine Eingangsstufe 4, eine Laststufe 5 und eine Differentialstufe 6. Die Differentialstufe 6 ist als Stirnraddifferential ausgebildet und dazu vorgesehen, eine Antriebsleistung der Antriebsmaschine 1 auf eine erste und zweite Abtriebswelle 15a, 15b zu verteilen.
Die Antriebswelle 2 ist koaxial zu den beiden Abtriebswellen 15a, 15b angeordnet. Ferner ist die Antriebsmaschine 1 koaxial zur Differentialstufe 6 angeordnet. Die Eingangsstufe 4 weist einen ersten Planetensatz 7a mit mehreren Planetenräder 7 auf, wobei die Planetenräder 7 des ersten Planetensatzes 7a drehbar an einem ersten Planetenträger 8a angeordnet sind und radial zwischen einer ersten Sonne 9a und einem ersten Hohlrad 10a im Zahneingriff stehen. Mithin kämmen die Planetenräder 7 des ersten Planetensatzes 7a radial zwischen der ersten Sonne 9a und dem ersten Hohlrad 10a. Demgegenüber weist die Laststufe 5 einen zweiten Planetensatz 7b mit mehreren Planetenräder 7 auf, wobei die Planetenräder 7 des zweiten Planetensatzes 7b drehbar an einem zweiten Planetenträger 8b angeordnet sind und radial zwischen einer zweiten Sonne 9b und einem zweiten Hohlrad 10b im Zahneingriff stehen. Mithin kämmen die Planetenräder 7 des zweiten Planetensatzes 7b radial zwischen der zweiten Sonne 9b und dem zweiten Hohlrad 10b. Der zweite Planetenträger 8b ist mit der Differentialstufe 6 wirkverbunden. Aufgrund der Schnittdarstellung ist jeweils nur ein Planetenrad 7 des jeweiligen Planetensatzes 7a, 7b dargestellt.
Nach 1 ist die Antriebswelle 2 drehfest mit der ersten Sonne 9a verbunden. Ferner ist der erste Planetenträger 8a drehfest mit der zweiten Sonne 9b verbunden und das erste Hohlrad 10a drehfest mit dem zweiten Planetenträger 8b verbunden. Das zweite Hohlrad 10b ist über ein Schaltelement 12a mit einem Gehäuse 16 der Getriebevorrichtung 3 koppelbar. Mit anderen Worten ist das Schaltelement 12a als Abschaltkupplung vorgesehen und ermöglicht eine vorteilhafte Leistungsabschaltung in der Getriebevorrichtung 3 am zweiten Hohlrad 10b.
In 2 ist die Antriebswelle 2 über ein Schaltelement 12b mit der ersten Sonne 9a koppelbar. Der erste Planetenträger 8a ist drehfest mit der zweiten Sonne 9b verbunden und das erste Hohlrad 10a ist drehfest mit dem zweiten Planetenträger 8b verbunden. Ferner ist das zweite Hohlrad 10b drehfest mit einem Gehäuse 16 der Getriebevorrichtung 3 verbunden. Mit anderen Worten ist das Schaltelement 12b als Abschaltkupplung vorgesehen und ermöglicht eine vorteilhafte Leistungsabschaltung in der Getriebevorrichtung 3 an einem Getriebeeingang.
Durch die Leistungsabschaltung mittels des jeweiligen Schaltelements 12a, 12b wird somit keine Antriebsleistung von der Antriebsmaschine 1 an die beiden Abtriebswellen 15a, 15b übertragen.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsmaschine
2: Antriebswelle
3: Getriebevorrichtung
4: Eingangsstufe
5: Laststufe
6: Differentialstufe
7: Planetenrad
7a, 7b: Planetensatz
8a, 8b: Planetenträger
9a, 9b: Sonne
10a, 10b: Hohlrad
11: Stufenplanetensatz
11a, 11b: Stufenrad
12a, 12b: Schaltelement
13: Stator
14: Rotor
15a, 15b: Abtriebswelle
16: Gehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012011686 A1 [0002]

Claims

Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebsmaschine (1), die über eine Antriebswelle (2) mit einer Getriebevorrichtung (3) wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung (3) eine Eingangsstufe (4), eine Laststufe (5) und eine Differentialstufe (6) aufweist, wobei die Eingangsstufe (4) einen erste Planetensatz (7a) mit mehreren Planetenräder (7) aufweist, wobei die Planetenräder (7) des ersten Planetensatzes (7a) drehbar an einem ersten Planetenträger (8a) angeordnet sind und radial zwischen einer ersten Sonne (9a) und einem ersten Hohlrad (10a) im Zahneingriff stehen, wobei die Laststufe (5) einen zweiten Planetensatz (7b) mit mehreren Planetenräder (7) aufweist, wobei die Planetenräder (7) des zweiten Planetensatzes (7b) drehbar an einem zweiten Planetenträger (8b) angeordnet sind und radial zwischen einer zweiten Sonne (9b) und einem zweiten Hohlrad (10b) im Zahneingriff stehen, wobei der zweite Planetenträger (8b) mit der Differentialstufe (6) wirkverbunden ist, wobei der erste Planetenträger (8a) drehfest mit der zweiten Sonne (9b) verbunden ist, wobei das erste Hohlrad (10a) drehfest mit dem zweiten Planetenträger (8b) verbunden ist, und wobei entweder die Antriebswelle (2) drehfest mit der ersten Sonne (9a) verbunden ist und das zweite Hohlrad (10b) über ein Schaltelement (12a) mit einem Gehäuse (16) der Getriebevorrichtung (3) koppelbar ist oder die Antriebswelle (2) über ein Schaltelement (12b) mit der ersten Sonne (9a) koppelbar ist und das zweite Hohlrad (10b) drehfest mit dem Gehäuse (16) der Getriebevorrichtung (3) koppelbar ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmaschine (1) als elektrische Maschine mit einem Stator (13) und einen Rotor (14) ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Differentialstufe (6) als Stirnraddifferential ausgebildet ist, wobei die Differentialstufe (6) dazu vorgesehen ist, eine Antriebsleistung der Antriebsmaschine (1) auf eine erste und zweite Abtriebswelle (15a, 15b) zu verteilen.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) koaxial zu den beiden Abtriebswellen (15a, 15b) angeordnet ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (12) als Kupplung ausgebildet ist und mindestens zwei Schaltstellungen aufweist.