DE102017010868A1

DE102017010868A1 - Getriebevorrichtung für ein elektrisches Antriebssystem, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017010868A1
Application number: DE102017010868.4A
Authority: DE
Inventors: Tobias Schilder; Tobias Haerter; Klaus Riedl; Josep Maria Bou Romano
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2019-05-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung (16) für ein elektrisches Antriebssystem (10), mit einem Gehäuse (18), mit wenigstens zwei in dem Gehäuse (18) angeordneten Planetenradsätzen (20, 22), von welchen ein erster der Planetenradsätze (20, 22) wenigstens ein erstes Sonnenrad (24) und der zweite Planetenradsatz (22) wenigstens ein zweites Sonnenrad (26) aufweist, und mit einem drehfest mit dem ersten Sonnenrad (24) gekoppelten Antrieb (28), über welchen Drehmomente in die Getriebevorrichtung (16) einleitbar sind, wobei wenigstens ein Schaltelement (32) vorgesehen ist, mittels welchem das zweite Sonnenrad (26) drehfest an dem Gehäuse (18) festlegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung für ein elektrisches Antriebssystem, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein solches elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 14.
Eine solche Getriebevorrichtung für ein elektrisches Antriebssystem, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie ein solches elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug sind beispielsweise bereits der WO 2015/169837 A1 als bekannt zu entnehmen. Das elektrische Antriebssystem umfasst wenigstens eine elektrische Maschine, mittels welcher Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellbar sind. Die Getriebevorrichtung weist ein Gehäuse sowie wenigstens zwei in dem Gehäuse angeordnete Planetenradsätze auf. Von diesen Planetenradsätzen weist ein erster der Planetenradsätze wenigstens ein erstes Sonnenrad auf. Der zweite Planetenradsatz weist wenigstens ein zweites Sonnenrad auf. Beispielsweise sind die Sonnenräder jeweils grundsätzlich um jeweilige Drehachsen relativ zu dem Gehäuse drehbar, wobei beispielsweise die Sonnenräder koaxial zueinander angeordnet sind, sodass die Drehachsen beispielsweise zusammenfallen können.
Die Getriebevorrichtung weist ferner einen drehfest mit dem ersten Sonnenrad gekoppelten Antrieb auf, über welchen die von der elektrischen Maschine bereitgestellten Drehmomente in die Getriebevorrichtung einleitbar sind. Somit ist die Getriebevorrichtung von den jeweiligen, von der elektrischen Maschine bereitgestellten Drehmomenten und somit von der elektrischen Maschine antreibbar, sodass beispielsweise das Kraftfahrzeug über die Getriebevorrichtung von der elektrischen Maschine angetrieben werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Getriebevorrichtung und ein elektrisches Antriebssystem der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders luftarmer Betrieb und eine besonders kompakte Bauweise realisiert werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein elektrisches Antriebssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Getriebevorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders verlustarmer Betrieb und eine besonders kompakte Bauweise realisierbar sind, ist erfindungsgemäß wenigstens ein Schaltelement vorgesehen, mittels welchem das zweite Sonnenrad drehfest an dem Gehäuse festlegbar ist. Somit ist beispielsweise ein erster Betriebszustand vorgesehen, in welchem das Schaltelement das zweite Sonnenrad freigibt. Somit kann sich das zweite Sonnenrad in dem ersten Betriebszustand relativ zu dem Gehäuse um eine Drehachse drehen beziehungsweise in dem ersten Betriebszustand dreht sich das zweite Sonnenrad relativ zu dem Gehäuse um die genannte Drehachse. In einem zweiten Betriebszustand ist beispielsweise das zweite Sonnenrad mittels des Schaltelements drehfest an dem Gehäuse festgelegt, sodass sich das zweite Sonnenrad nicht um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse drehen kann beziehungsweise sich nicht um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse dreht, obwohl beispielsweise Drehmomente über den Antrieb in die Getriebevorrichtung eingeleitet werden können. Die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung kann in einer verlustoptimierten und kompakten Weise ausgestaltet werden, da beispielsweise die auch als Radsätze bezeichneten Planetenradsätze eine vorteilhafte Gesamtübersetzung bereitstellen können, sodass kein weiterer, auch als Final Drive bezeichneter Endantrieb erforderlich ist. Insbesondere können die Teileanzahl und somit die Kosten und das Gewicht, der Bauraumbedarf und die Verluste in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden. Ferner kann die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung eine Mehrzahl von Gängen, das heißt wenigstens zwei Gänge oder wenigstens drei Gänge, aufweisen, wobei die Gänge unter Last geschaltet werden können. Somit kann die Getriebevorrichtung als lastschaltfähige Zwei-Gang-Struktur oder Drei-Gang-Struktur, das heißt als lastschaltfähige Mehr-Gang-Struktur, realisiert werden, sodass sich beispielsweise ein besonders vorteilhafter elektrischer Antrieb für ein Kraftfahrzeug realisieren lässt.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz koaxial zueinander und dabei beispielsweise in axialer Richtung der Getriebevorrichtung aufeinanderfolgend beziehungsweise hintereinander angeordnet sind, sodass beispielsweise jeweilige Drehachsen, um welche die Sonnenräder relativ zu dem Gehäuse grundsätzlich drehbar sind, zusammenfallen. Die Drehachsen der Sonnenräder liegen somit beispielsweise auf einer Hauptdrehachse der Getriebevorrichtung, welche sich in axialer Richtung durch die Getriebevorrichtung erstreckt. Somit ist es möglich, die Getriebevorrichtung als lastschaltfähige Mehr-Gang-Struktur in koaxialer und bauraumoptimierter Bauweise mit nur geringer Verlustleistung auszugestalten. Insbesondere ist es möglich, zwei, drei oder mehr Fahrgänge darzustellen, welche sich sowohl für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt eignen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der erste Planetenradsatz ein erstes Hohlrad auf. Ferner weist der zweite Planetenradsatz ein zweites Hohlrad auf. Außerdem umfasst die Getriebevorrichtung beispielsweise einen in dem Gehäuse angeordneten dritten Planetenradsatz, welcher wenigstens ein drittes Sonnenrad aufweist. Das dritte Sonnenrad ist beispielsweise um die Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar, insbesondere in wenigstens einem Betriebszustand der Getriebevorrichtung. Dabei ist es vorgesehen, dass das zweite Hohlrad drehfest mit dem dritten Sonnenrad verbunden ist. Dadurch kann eine besonders kompakte Bauweise realisiert werden.
Um den Bauraumbedarf, insbesondere in axialer Richtung, besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der zweite Planetenradsatz und der dritte Planetenradsatz gestapelt sind. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass der dritte Planetenradsatz nicht etwa in axialer Richtung der Getriebevorrichtung auf den zweiten Planetenradsatz folgt, sondern der dritte Planetenradsatz ist in radialer Richtung der Getriebevorrichtung und somit des zweiten Planetenradsatzes neben dem zweiten Planetenradsatz angeordnet beziehungsweise der dritte Planetenradsatz folgt beispielsweise in radialer Richtung auf den zweiten Planetenradsatz. Darunter ist beispielsweise zu verstehen, dass der zweite Planetenradsatz in radialer Richtung des zweiten Planetenradsatzes beziehungsweise der Getriebevorrichtung zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem dritten Planetenradsatz angeordnet ist beziehungsweise dass der dritten Planetenradsatz den zweiten Planetenradsatz zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, umgibt. Somit ist beispielsweise der dritte Planetenradsatz auf einer in radialer Richtung dem zweiten Sonnenrad abgewandten Seite des zweiten Hohlrads des zweiten Planetenradsatzes angeordnet.
Um den Bauraumbedarf und Verluste besonders gering halten sowie eine besonders vorteilhafte Übersetzung realisieren zu können, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der dritten Planetenradsatz ein drittes Hohlrad aufweist, welches drehfest an dem Gehäuse festgelegt ist. Somit kann sich beispielsweise das dritte Hohlrad in keinem Betriebszustand der Getriebevorrichtung relativ zu dem Gehäuse um die Hauptdrehachse drehen.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der ersten Planetenradsatz einen ersten Planetenträger aufweist, welcher drehfest mit dem zweiten Hohlrad und dem dritten Sonnenrad verbunden ist. Dadurch kann auf bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Übersetzung realisiert werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der zweite Planetenradsatz einen zweiten Planetenträger auf. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das erste Hohlrad drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbunden ist. Dadurch können der Bauraumbedarf und Verlustleistungen besonders gering gehalten werden.
Um eine besonders vorteilhafte Schaltfähigkeit, insbesondere Lastschaltfähigkeit, zu realisieren, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein zweites Schaltelement vorgesehen, mittels welchem der zweite Planetenträger drehfest an dem Gehäuse festlegbar ist. Somit ist beispielsweise ein dritter Betriebszustand vorgesehen, welcher beispielsweise mit dem ersten Betriebszustand und/oder mit dem zweiten Betriebszustand zusammenfallen kann. In dem dritten Betriebszustand dreht sich der zweite Planetenträger, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem Gehäuse. Somit gibt das zweite Schaltelement in dem dritten Betriebszustand den zweiten Planetenträger frei. Ferner ist beispielsweise ein vierter Betriebszustand vorgesehen, welcher von dem dritten Betriebszustand unterschiedlich ist, wobei der vierte Betriebszustand zumindest teilweise mit dem zweiten Betriebszustand und/oder mit dem ersten Betriebszustand zusammenfallen kann. In dem vierten Betriebszustand ist der zweite Planetenträger mittels des zweiten Schaltelements an dem Gehäuse drehfest festgelegt, sodass sich in dem vierten Betriebszustand der zweite Planetenträger nicht um die Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse drehen kann.
Um beispielsweise wenigstens drei insbesondere lastschaltfähige Gänge der Getriebevorrichtung auf besonders bauraumgünstige Weise realisieren zu können, ist bei einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der dritte Planetenradsatz einen dritten Planetenträger aufweist. Außerdem umfasst die Getriebevorrichtung ein drittes Schaltelement, mittels welchem der dritte Planetenträger drehfest mit dem zweiten Planetenträger verbindbar ist. Mittels des dritten Schaltelements kann somit beispielsweise der dritte Planetenträger mit dem zweiten Planetenträger verblockt werden, sodass der dritte Planetenträger und der zweite Planetenträger gemeinsam beziehungsweise als Block, insbesondere um die Hauptdrehachse, umlaufen und sich somit relativ zu dem Gehäuse drehen. Ist das dritte Schaltelement beispielsweise geöffnet, so sind der zweite Planetenträger und der dritte Planetenträger nicht über das dritte Schaltelement miteinander verblockt, sodass sich beispielsweise der dritte Planetenträger und der zweite Planetenträger relativ zueinander, insbesondere um die Hauptdrehachse, drehen können.
Um eine besonders vorteilhafte Schaltfähigkeit der Getriebevorrichtung auf bauraumgünstige Weise zu realisieren, ist bei einer weiteren Ausführungsform ein Verblockungsschaltelement vorgesehen, mittels welchem der zweite Planetenradsatz verblockt werden kann. Der zweite Planetenradsatz umfasst wenigstens drei Getriebeelemente. Ein erstes der Getriebeelemente ist das zweite Sonnenrad, wobei ein zweites der Getriebeelemente das zweite Hohlrad ist. Das dritte Getriebeelement ist der zweite Planetenträger. Das Verblockungsschaltelement kann zwischen einem Verblockungszustand und einem Freigabezustand umgeschaltet werden. In dem Verblockungszustand sind zwei der drei Getriebeelemente des zweiten Planetenträgers mittels des Verblockungsschaltelements miteinander verblockt, sodass die miteinander verblockten Schaltelemente des zweiten Planetenradsatzes gemeinsam und somit als Block, insbesondere um die Hauptdrehachse, umlaufen und sich somit relativ zu dem Gehäuse drehend. In dem Freigabezustand gibt das Verblockungsschaltelement die Verblockung der zwei Getriebeelemente frei, sodass sich zwei der in dem Freigabezustand die in dem Verblockungszustand mittels des Verblockungsschaltelements miteinander verblockten Getriebeelemente des zweiten Planetenradsatzes, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zueinander drehen können.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bilden der ersten Planetenradsatz und der zweiten Planetenradsatz einen Ravigneaux-Satz. Mittels eines solchen Ravigneaux-Satzes können mehrere, schaltbare und dabei insbesondere lastschaltfähige Gänge auf besonders bauraumgünstige Weise dargestellt werden. Dabei weist der Ravigneaux-Satz einen Ravigneaux-Planetenträger und ein Ravigneaux-Hohlrad auf. Ferner weist die Getriebevorrichtung einen Abtrieb auf, über welchen Drehmomente aus der Getriebevorrichtung ausleitbar sind. Mit anderen Worten kann beispielsweise die Getriebevorrichtung die von der elektrischen Maschine bereitgestellten Drehmomente in demgegenüber unterschiedliche, weitere Drehmomente umwandeln. Die weiteren Drehmomente können über den Abtrieb aus der Getriebevorrichtung ausgeleitet und von der Getriebevorrichtung abgeführt werden, sodass beispielsweise mittels der von der Getriebevorrichtung über den Abtrieb bereitgestellten weiteren Drehmomente wenigstens ein Rad des Fahrwerks beziehungsweise das Kraftfahrzeug insgesamt angetrieben werden kann.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Abtrieb mit dem Ravigneaux-Hohlrad drehfest verbunden ist, und wenn wenigstens ein Festleg-Schaltelement vorgesehen ist, mittels welchem der Ravigneaux-Planetenträger drehfest an dem Gehäuse festlegbar ist. Gibt das Festleg-Schaltelement den Ravigneaux-Planetenträger frei, so dreht sich der Ravigneaux-Planetenträger, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem Gehäuse, insbesondere dann, wenn die Getriebevorrichtung angetrieben wird, das heißt wenn die von der elektrischen Maschine bereitgestellten Drehmomente über den Antrieb in die Getriebevorrichtung eingeleitet werden. Ist jedoch der Ravigneaux-Planetenträger mittels des Festleg-Schaltelements an dem Gehäuse drehfest festgelegt, so dreht sich der Ravigneaux-Planetenträger nicht relativ zu dem Gehäuse, insbesondere auch dann nicht, wenn die von der elektrischen Maschine bereitgestellten Drehmomente in die Getriebevorrichtung eingeleitet werden.
Weiterhin hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Abtrieb mit dem Ravigneaux-Planetenträger drehfest verbunden ist, und wenn wenigstens ein Festleg-Schaltelement vorgesehen ist, mittels welchem das Ravigneaux-Hohlrad drehfest an dem Gehäuse festlegbar ist. Analog zu den vorigen Schilderungen ist es somit vorgesehen, dass, wenn das Festleg-Schaltelement das Ravigneaux-Hohlrad freigibt, sich das Ravigneaux-Hohlrad, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem Gehäuse dreht, insbesondere wenn die Getriebevorrichtung mittels der elektrischen Maschine angetrieben wird, das heißt wenn von der elektrischen Maschine bereitgestellte Drehmomente über den Antrieb in die Getriebevorrichtung eingeleitet werden. Werden jedoch von der elektrischen Maschine bereitgestellte Drehmomente über den Antrieb in die Getriebevorrichtung eingeleitet, während das Ravigneaux-Hohlrad mittels des Festleg-Schaltelements drehfest an dem Gehäuse festgelegt ist, so dreht sich das Ravigneaux-Hohlrad nicht relativ zu dem Gehäuse.
Um ein elektrisches Antriebssystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs 14 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich ein besonders verlustarmer Betrieb und eine besonders kompakte Bauweise der Getriebevorrichtung und insbesondere des elektrischen Antriebssystems realisieren lassen, ist erfindungsgemäß wenigstens ein Schaltelement vorgesehen, mittels welchem das zweite Sonnenrad drehfest an dem Gehäuse festlegbar ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystems anzusehen und umgekehrt. Somit ist vorzugsweise die Getriebevorrichtung des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystems als eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung ausgebildet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystems gemäß einer ersten Ausführungsform, mit einer Getriebevorrichtung, welche wenigstens zwei Planetenradsätze aufweist, die bei der ersten Ausführungsform einen Ravigneaux-Satz bilden;
2 eine schematische Darstellung der Getriebevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 eine schematische Darstellung der Getriebevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
4 eine schematische Darstellung der Getriebevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform; und
5 eine schematische Darstellung der Getriebevorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform eines elektrischen Antriebssystems 10 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Das elektrische Antriebssystem 10 umfasst wenigstens eine elektrische Maschine 12, mittels welcher wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs beziehungsweise das Kraftfahrzeug insgesamt angetrieben werden kann. Somit ist die elektrische Maschine 12 beispielsweise als Traktionsmaschine ausgebildet. Die elektrische Maschine 12 ist dabei beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar, mittels welchem das Kraftfahrzeug angetrieben werden kann. Ferner ist es denkbar, dass die elektrische Maschine 12 in einem Generatorbetrieb und somit als Generator betreibbar ist. In dem Generatorbetrieb wird die elektrische Maschine 12 beziehungsweise der Generator von dem sich bewegenden Kraftfahrzeug und somit von kinetischer Energie des Kraftfahrzeugs angetrieben. Mittels des Generators wird zumindest ein Teil der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt, welche von dem Generator bereitgestellt wird. Die von dem Generator bereitgestellte elektrische Energie kann beispielsweise wenigstens einem elektrischen Verbraucher, insbesondere direkt, zugeführt und/oder in einen beispielsweise als Batterie, insbesondere als Hochvolt-Batterie, ausgebildeten Energiespeicher eingespeist und somit in dem Energiespeicher gespeichert werden. Um die elektrische Maschine 12 in dem Motorbetrieb und somit als Elektromotor zu betreiben, wird die elektrische Maschine 12 beispielsweise mit in dem Energiespeicher gespeicherter elektrischer Energie versorgt.
Das Kraftfahrzeug kann dabei als Hybridfahrzeug ausgebildet sein. Vorzugsweise jedoch ist das Kraftfahrzeug als Elektrofahrzeug ausgebildet und somit ausschließlich mittels elektrischer Energie antreibbar. In dem Motorbetrieb stellt die elektrische Maschine 12 Drehmomente zum Antreiben des Rads beziehungsweise des Kraftfahrzeugs insgesamt bereit. Diese Drehmomente beziehungsweise eines dieser Drehmomente sind beziehungsweise ist in 1 beispielsweise durch einen Pfeil 14 veranschaulicht.
Das elektrische Antriebssystem 10 umfasst dabei wenigstens eine Getriebevorrichtung 16, welche von dem von der elektrischen Maschine 12 bereitgestellten Drehmoment und somit von der elektrischen Maschine 12 antreibbar ist. Hierzu wird das jeweilige, von der elektrischen Maschine 12 bereitgestellte Drehmoment in die Getriebevorrichtung 16 eingeleitet, was im Folgenden noch genauer erläutert wird.
Die Getriebevorrichtung 16 umfasst ein in den Fig. besonders schematisch dargestelltes Gehäuse 18, welches beispielsweise separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Gehäuseteile umfasst. Dabei bildet beziehungsweise das Gehäuse 18 beispielsweise wenigstens einen Aufnahmeraum. Die Getriebevorrichtung 16 umfasst wenigstens einen ersten Planetenradsatz 20 und wenigstens einen zweiten Planetenradsatz 22, welche jeweils in dem Gehäuse 18 beziehungsweise in dem Aufnahmeraum aufgenommen sind. Dabei weist der erste Planetenradsatz 20 ein erstes Sonnenrad 24 auf, wobei der zweite Planetenradsatz 22 ein zweites Sonnenrad 26 aufweist. Die jeweiligen Sonnenräder 24 und 26 sind grundsätzlich um jeweilige Drehachsen relativ zu dem Gehäuse 18 drehbar. Dabei sind die Sonnenräder 24 und 26 koaxial zueinander angeordnet, sodass die jeweiligen Drehachsen zusammenfallen und somit auf einer Hauptdrehachse der Getriebevorrichtung 16 liegen. Ferner sind die Sonnenräder 24 und 26 in axialer Richtung der Getriebevorrichtung 16 hintereinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet.
Die Getriebevorrichtung 16 weist ferner einen Antrieb 28 auf, welcher beispielsweise eine Antriebswelle 30 umfasst. Dabei ist der Antrieb 28, insbesondere die Antriebswelle 30, drehfest mit dem ersten Sonnenrad 24 gekoppelt beziehungsweise verbunden. Über den Antrieb 28 und somit beispielsweise über die Antriebswelle 30 können die jeweiligen, von der elektrischen Maschine 12 bereitgestellten Drehmomente in die Getriebevorrichtung 16 eingeleitet werden, wodurch die Getriebevorrichtung 16 angetrieben wird. Dabei zeigt 1 eine erste Ausführungsform des elektrischen Antriebssystems 10 und insbesondere der Getriebevorrichtung 16.
Um nun eine verlustoptimierte und besonders kompakte Bauweise der Getriebevorrichtung 16 und somit des elektrischen Antriebssystems 10 insgesamt realisieren zu können, ist wenigstens ein erstes Schaltelement 32 vorgesehen, mittels welchem das zweite Sonnenrad 26 drehfest an dem Gehäuse 18 festlegbar ist. Gibt das Schaltelement 32 das Sonnenrad 26 frei, während die Getriebevorrichtung 16 auf die beschriebene Weise angetrieben wird, das heißt während wenigstens ein von der elektrischen Maschine 12 bereitgestelltes Drehmoment über den Antrieb 28 in die Getriebevorrichtung 16 eingeleitet wird, so dreht sich das Sonnenrad 26 um die Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse 18. Ist jedoch das Sonnenrad 26 mittels des Schaltelements 32 drehfest an dem Gehäuse 18 festgelegt, während die Getriebevorrichtung 16 auf die beschriebene Weise angetrieben wird, so dreht sich das Sonnenrad 26 nicht um die Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse 18. Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform bilden die Planetenradsätze 20 und 22 einen Ravigneaux-Satz 34, welcher, insbesondere genau, ein Hohlrad aufweist, welches als Ravigneaux-Hohlrad 36 bezeichnet wird. Ferner umfasst der Ravigneaux-Satz 34 wenigstens ein dem Sonnenrad 24 zugeordnetes erstes Planetenrad, welches als erstes Ravigneaux-Planetenrad 38 bezeichnet wird. Das erste Ravigneaux-Planetenrad 38 kämmt mit dem ersten Sonnenrad 24, jedoch nicht mit dem zweiten Sonnenrad 26. Der Ravigneaux-Satz 34 umfasst ferner wenigstens ein dem zweiten Sonnenrad 26 zugeordnetes zweites Planetenrad, welches auch als zweites Ravigneaux-Planetenrad 40 bezeichnet wird. Das zweite Ravigneaux-Planetenrad 40 kämmt mit dem zweiten Sonnenrad 26, jedoch nicht mit dem ersten Sonnenrad 24.
Ferner weist das erste Ravigneaux-Planetenrad 38 eine in axialer Richtung der Getriebevorrichtung 16 verlaufende erste Länge auf, während das zweite Ravigneaux-Planetenrad 40 eine in axialer Richtung der Getriebevorrichtung 16 zweite Länge aufweist. Die zweite Länge ist dabei größer als die erste Länge, sodass das erste Ravigneaux-Planetenrad 38 auch als kurzes Planetenrad und das zweite Ravigneaux-Planetenrad 40 auch als langes Planetenrad bezeichnet werden. Dabei kämmt das erste Ravigneaux-Planetenrad 38 mit dem zweiten Ravigneaux-Planetenrad 40, während das erste Ravigneaux-Planetenrad 38 nicht mit dem Ravigneaux-Hohlrad 36 kämmt. Das zweite Ravigneaux-Planetenrad 40 jedoch kämmt mit dem Ravigneaux-Hohlrad 36. Außerdem umfasst der Ravigneaux-Satz 34 einen den Ravigneaux-Planetenrädern 38 und 40 gemeinsamen Planetenträger, welcher als Ravigneaux-Planetenträger 42 bezeichnet wird. Dabei sind die Ravigneaux-Planetenräder 38 und 40 drehbar an dem gemeinsamen Ravigneaux-Planetenträger 42 gelagert.
Außerdem weist die Getriebevorrichtung 16 einen Abtrieb 44 auf, über welchen in 1 durch einen Pfeil 46 veranschaulichte Drehmomente aus der Getriebevorrichtung 16 ausleitbar sind. Mit anderen Worten kann die Getriebevorrichtung 16 über den Abtrieb 44 die durch den Pfeil 46 veranschaulichten Drehmomente bereitstellen, welche auch als zweite oder weitere Drehmomente bezeichnet werden. Insbesondere je nach Übersetzung kann die Getriebevorrichtung 16 die von der elektrischen Maschine 12 bereitgestellten Drehmomente in die weiteren Drehmomente übersetzen beziehungsweise umwandeln und über den Abtrieb 44 bereitstellen. Dadurch kann beispielsweise das Rad beziehungsweise das Kraftfahrzeug insgesamt von der elektrischen Maschine 12 über die Getriebevorrichtung 16 und dabei insbesondere über den Abtrieb 44 angetrieben werden, sodass beispielsweise das Rad beziehungsweise das Kraftfahrzeug insgesamt mittels der weiteren Drehmomente angetrieben werden kann.
Aus 1 ist erkennbar, dass bei der ersten Ausführungsform das Ravigneaux-Hohlrad 36 drehfest mit dem Abtrieb 44 verbunden ist, sodass die weiteren Drehmomente von der Getriebevorrichtung 16 über das Ravigneaux-Hohlrad 36 bereitgestellt werden. Des Weiteren ist bei der ersten Ausführungsform ein zweites Schaltelement vorgesehen, welches als Festleg-Schaltelement 48 bezeichnet wird. Mittels des Festleg-Schaltelements 48 ist der Ravigneaux-Planetenträger 42 drehfest an dem Gehäuse 18 festlegbar. Wie bereits zu dem Schaltelement 32 in Bezug auf das zweite Sonnenrad 26 ausgeführt, ist es analog bezüglich des Ravigneaux-Planetenträgers 42 und des Festleg-Schaltelements 48 vorgesehen, dass dann, wenn das Festleg-Schaltelement 48 den Ravigneaux-Planetenträger 42 freigibt, während die Getriebevorrichtung 16 angetrieben wird, sich der Ravigneaux-Planetenträger 42, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zu dem Gehäuse 18 dreht. Ist jedoch der Ravigneaux-Planetenträger 42 mittels des Festleg-Schaltelements 48 drehfest an dem Gehäuse 18 festgelegt, während die Getriebevorrichtung 16 angetrieben wird, so dreht sich der Ravigneaux-Planetenträger 42 nicht um die Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse 18.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Getriebevorrichtung 16. Auch bei der zweiten Ausführungsform bilden die Planetenradsätze 20 und 22 einen Ravigneaux-Satz 34. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich jedoch dadurch von der ersten Ausführungsform, dass nun das dem ersten Sonnenrad 24 zugeordnete erste Ravigneaux-Planetenrad 38 als langes Planetenrad beziehungsweise langes Ravigneaux-Planetenrad ausgebildet ist, während das dem zweiten Sonnenrad 26 zugeordnete zweite Ravigneaux-Planetenrad 40 als kurzes Planetenrad beziehungsweise kurzes Ravigneaux-Planetenrad ausgebildet ist. Somit kämmt nicht etwa das Ravigneaux-Planetenrad 40, sondern das Ravigneaux-Planetenrad 38 mit dem Ravigneaux-Hohlrad 36. Außerdem ist es bei der zweiten Ausführungsform vorgesehen, dass der Abtrieb 44 drehfest mit dem Ravigneaux-Planetenträger 42 verbunden ist. Des Weiteren ist das Festleg-Schaltelement 48 vorgesehen, mittels welchem das Ravigneaux-Hohlrad 36 drehfest an dem Gehäuse 18 festlegbar ist. Auch diesbezüglich gilt beispielsweise, dass, während die Getriebevorrichtung 16 angetrieben wird, sich das Ravigneaux-Hohlrad 36 nicht um die Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse 18 dreht, wenn das Ravigneaux-Hohlrad 36 mittels des Festleg-Schaltelements 48 drehfest an dem Gehäuse 18 festgelegt ist. Gibt jedoch das Festleg-Schaltelement 48 das Ravigneaux-Hohlrad 36 frei, während die Getriebevorrichtung 16 angetrieben wird, so dreht sich das Ravigneaux-Hohlrad 36 um die Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse 18.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Getriebevorrichtung 16. Bei der dritten Ausführungsform weist der erste Planetenradsatz 20 ein erstes Hohlrad 50 und wenigstens ein erstes Planetenrad 52 auf. Außerdem weist der erste Planetenradsatz 20 einen ersten Planetenträger 54 auf, welcher auch als erster Steg bezeichnet wird. Dabei sind das erste Sonnenrad 24, das erste Hohlrad 50 und der erste Planetenträger 54 erste Getriebeelemente des ersten Planetenradsatzes 20. Der zweite Planetenradsatz 22 weist das zweite Sonnenrad 26, ein zweites Hohlrad 56 und wenigstens ein zweites Planetenrad 58 auf. Außerdem umfasst der zweite Planetenradsatz 22 einen zweiten Planetenträger 60, welcher auch als zweiter Steg bezeichnet wird. Dabei sind das zweite Sonnenrad 26, das zweite Hohlrad 56 und der zweite Planetenträger 60 zweite Getriebeelemente des zweiten Planetenradsatzes 22. Das Planetenrad 52 kämmt mit dem Sonnenrad 24 und mit dem Hohlrad 50 und ist drehbar an dem Planetenträger 54 gelagert. Das Planetenrad 58 kämmt mit dem Sonnenrad 26 und mit dem Hohlrad 56 und ist an dem Planetenträger 60 drehbar gelagert.
Außerdem ist ein dritter Planetenradsatz 62 vorgesehen, welcher ein drittes Sonnenrad 64, ein drittes Hohlrad 66 und wenigstens ein drittes Planetenrad 68 aufweist. Außerdem umfasst der dritte Planetenradsatz 62 einen dritten Planetenträger 70, welcher auch als dritter Steg bezeichnet wird. Dabei kämmt das dritte Planetenrad 68 mit dem dritten Sonnenrad 64 und mit dem dritten Hohlrad 66, wobei das dritte Planetenrad 68 drehfest an dem dritten Planetenträger 70 gelagert ist. Außerdem ist das zweite Hohlrad 56 drehfest mit dem dritten Sonnenrad 64 gebildet. Dabei weist beispielsweise das Hohlrad 56 eine Innenverzahnung auf, in die das Planetenrad 58 eingreift. Auf einer der Innenverzahnung in radialer Richtung des Planetenradsatzes 22 und somit der Getriebevorrichtung 16 insgesamt abgewandten Seite weist beispielsweise das Hohlrad 56 eine Außenverzahnung auf, durch welche das Sonnenrad 64 gebildet ist. Dabei greift das Planetenrad 68 in die Außenverzahnung ein.
Außerdem ist es bei der dritten Ausführungsform vorgesehen, dass die Planetenradsätze 22 und 62 gestapelt sind, sodass der Planetenradsatz 22 ein innerer Planetenradsatz und der Planetenradsatz 62 ein äußerer Planetenradsatz ist. Der äußere Planetenradsatz bildet beispielsweise nur eine weitere Antriebsübersetzung, welche auch als Final-Drive-Übersetzung bezeichnet wird. Durch Stapeln des äußeren Planetenradsatzes auf den inneren Planetenradsatz kann der Bauraumbedarf der Getriebevorrichtung 16 insbesondere in axialer Richtung besonders gering gehalten werden. Jedoch ist auch eine nachgeschaltete Lösung denkbar, bei welcher beispielsweise der dritte Planetenradsatz 62 in axialer Richtung hinter dem Planetenradsatz 22 beziehungsweise auf den Planetenradsatz 22 folgend angeordnet ist. Dabei ist es bei der dritten Ausführungsform vorgesehen, dass das dritte Hohlrad 66 drehfest an dem Gehäuse 18 festgelegt ist. Außerdem ist der erste Planetenträger 54 drehfest mit dem zweiten Hohlrad 56 und/oder mit dem dritten Sonnenrad 64 verbunden. Außerdem ist das erste Hohlrad 50 drehfest mit dem zweiten Planetenträger 60 verbunden. Des Weiteren ist ein drittes Schaltelement 72 vorgesehen, mittels welchem der zweite Planetenträger 60 drehfest an dem Gehäuse 18 festlegbar ist. Da beispielsweise der Planetenträger 60 drehfest mit dem Hohlrad 50 verbunden ist, können mittels des Schaltelements 72 sowohl der Planetenträger 60 als auch das Hohlrad 50 drehfest an dem Gehäuse 18 festgelegt werden. Gibt beispielsweise das Schaltelement 72 den Planetenträger 60 beziehungsweise das Hohlrad 50 frei, während die Getriebevorrichtung 16 angetrieben wird, so dreht sich der Planetenträger 60 beziehungsweise das Hohlrad 50 um die Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse 18. Wird jedoch der Planetenträger 60 beziehungsweise das Hohlrad 50 mittels des Schaltelements 72 an dem Gehäuse 18 drehfest festgelegt, so dreht sich der Planetenträger 60 beziehungsweise das Hohlrad 50 nicht um die Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse 18, wenn die Getriebevorrichtung 16 angetrieben wird. Da das Hohlrad 50 und der Planetenträger 60 drehfest miteinander verbunden sind, drehen sich diese gemeinsam als Block um die Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse 18, wenn das Schaltelement 72 das Hohlrad 50 und den Planetenträger 60 freigibt.
Außerdem ist es bei der dritten Ausführungsform vorgesehen, dass der Planetenträger 70 drehfest mit dem Abtrieb 44 verbunden ist. Dabei umfasst der Abtrieb 44 beispielsweise eine Abtriebswelle 74, über welche die Getriebevorrichtung 16 die weiteren Drehmomente bereitstellen kann. Dabei ist beispielsweise die Abtriebswelle 74 drehfest mit dem Planetenträger 70 verbunden.
4 zeigt eine vierte Ausführungsform, welche der dritten Ausführungsform entspricht beziehungsweise auf der dritten Ausführungsform aufbaut, mit dem Unterschied, dass ein viertes Schaltelement 76 vorgesehen ist. Das vierte Schaltelement 76 ist beispielsweise als Kupplung, insbesondere als formschlüssige Kupplung, ausgebildet. Mittels des vierten Schaltelements kann der dritte Planetenträger 70 drehfest mit dem zweiten Planetenträger 60 verbunden werden, insbesondere formschlüssig verbunden werden. Das Schaltelement 76 ist beispielsweise zwischen wenigstens einem Kopplungszustand und wenigstens einem Entkopplungszustand verstellbar. In dem Kopplungszustand sind die Planetenträger 60 und 70 über das Schaltelement 76 drehfest miteinander verbunden, sodass beispielsweise dann, wenn die Getriebevorrichtung 16 angetrieben wird, die Planetenträger 60 und 70 gemeinsam und somit als Block um die Hauptdrehachse umlaufen und sich somit um die Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse 18 drehen. In dem Entkopplungszustand jedoch gibt das Schaltelement 76 die Planetenträger 60 und 70 frei, sodass sich diese beispielsweise relativ zu dem Gehäuse 18 um die Hauptdrehachse drehen können, wenn die Getriebevorrichtung 16 angetrieben wird.
Wird beispielsweise der dritte Planetenradsatz 62 in axialer Richtung auf den Planetenradsatz 22 folgend angeordnet und nicht mit dem Planetenradsatz 22 gestartet, so ist beispielsweise die Verwendung beziehungsweise der Einsatz des Schaltelements 76 nicht erforderlich beziehungsweise das Schaltelement 76 muss entfallen. Somit ermöglicht beispielsweise die gestapelte Anordnung der Planetenradsätze 22 und 62 den Einsatz des Schaltelements 76 und somit die Realisierung von wenigstens drei schaltbaren, insbesondere lastschaltfähigen, Gängen der Getriebevorrichtung 16.
Mit anderen Worten weist die Getriebevorrichtung 16 gemäß der vierten Ausführungsform wenigstens drei Gänge auf, welche schaltbar, insbesondere lastschaltfähig, sind und somit beispielsweise unter Last geschaltet werden können. Ausgehend von der vierten Ausführungsform, bei welcher die Getriebevorrichtung 16 wenigstens drei schaltbare Gänge aufweist, kann die Getriebevorrichtung 16 besonders einfach zu einem weit gespreizten Zwei-Gang-System umgebaut werden, wobei die Getriebevorrichtung 16 als Zwei-Gang-System beispielsweise genau zwei schaltbare, insbesondere schaltfähige, Gänge aufweist. Ausgehend von der vierten Ausführungsform kann die Getriebevorrichtung 16 beispielsweise dadurch auf einfache Weise zu dem Zwei-Gang-System umgebaut werden, dass das vorzugsweise als Kupplung, insbesondere als formschlüssige Kupplung und dabei beispielsweise als Klauenkupplung ausgebildete Schaltelement 76 weggelassen wird beziehungsweise entfällt. Dies ist beispielsweise bei der dritten Ausführungsform vorgesehen, sodass beispielsweise die Getriebevorrichtung 16 bei der dritten Ausführungsform als das zuvor genannte, weit gespreizte Zwei-Gang-System ausgebildet ist. Es ist denkbar, andere Gangkombinationen zu erhalten, indem beispielsweise das Schaltelement 76 beibehalten wird und anstelle des Schaltelements 76 ein anderes Schaltelement beziehungsweise ein anderes der Schaltelemente weggelassen wird beziehungsweise entfällt. Hierdurch ist eine hohe Variabilität hinsichtlich der Gangzahl der Getriebevorrichtung 16 darstellbar.
In Zusammenschau mit 1 und 2 ist erkennbar, dass bei der ersten Ausführungsform zweiten Ausführungsform das Schaltelement 76 nicht vorgesehen werden muss, jedoch vorgesehen sein kann. Mit anderen Worten ist beispielsweise das Schaltelement 76 in 1 und 2 nicht dargestellt, kann jedoch weiterhin zum Einsatz kommen, sodass beispielsweise mittels des Schaltelements 76 der Ravigneaux-Planetenträger 42 drehfest mit dem Sonnenrad 26 verbindbar ist.
Schließlich zeigt 5 eine fünfte Ausführungsform, bei welcher die Getriebevorrichtung 16 wenigstens vier schaltbare, insbesondere lastschaltfähige, Gänge aufweist. Im Vergleich zur vierten Ausführungsform ist die Getriebevorrichtung 16 bei der fünften Ausführungsform um ein fünftes Schaltelement in Form eines Verblockungsschaltelements 78 erweitert beziehungsweise ergänzt, wobei mittels des Verblockungsschaltelements 78 der zweite Planetenradsatz 22 verblockbar ist. Darunter ist zu verstehen, dass mittels des Verblockungsschaltelements 78 zwei der drei zweiten Getriebeelemente des zweiten Planetenradsatzes 22 miteinander verblockt werden können. Bei diesen mittels des Verblockungsschaltelements 78 miteinander verblockbaren Schaltelementen des zweiten Planetenradsatzes 22 handelt es sich um den Planetenträger 60 und das Sonnenrad 26. Dabei ist beispielsweise das Verblockungsschaltelement 78 zwischen wenigstens einem Sperrzustand und wenigstens einem Offenzustand verstellbar. In dem Sperrzustand ist das Sonnenrad 26 mit dem Planetenträger 60 mittels des Verblockungsschaltelements 78 drehfest verbunden und dadurch verblockt, sodass beispielsweise dann, wenn die Getriebevorrichtung 16 angetrieben wird, das Sonnenrad 26 und der Planetenträger 60 gemeinsam und somit als Block um die Hauptdrehachse umlaufen und somit sich relativ zu dem Gehäuse 18 drehen. In dem Offenzustand jedoch gibt das Verblockungsschaltelement 78 den Planetenträger 60 und das Sonnenrad 26 frei, sodass sich beispielsweise dann, wenn die Getriebevorrichtung 16 angetrieben wird, der Planetenträger 60 das Sonnenrad 26, insbesondere um die Hauptdrehachse, relativ zueinander und relativ zu dem Gehäuse 18 drehen können. Durch den Einsatz des Verblockungsschaltelements 78 ist es möglich, einen zusätzlichen, langen vierten Gang zu realisieren, welcher sich beispielsweise an eine Übersetzungsreihe der zuvor genannten drei Gänge anschließt.
Das jeweilige, zuvor genannte Schaltelement kann beispielsweise als Bremse beziehungsweise als Reibbremse und somit beispielsweise als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein, welches beispielsweise als Lamellenbremse beziehungsweise Lamellenkupplung ausgebildet ist. Ferner ist es denkbar, dass das jeweilige Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement und somit beispielsweise als Kupplung, insbesondere als Klauenkupplung, ausgebildet ist. Es wurde gefunden, dass sich innere Verluste der Getriebevorrichtung 16 und somit des Antriebssystems 10 insgesamt besonders gering halten lassen, insbesondere im Vergleich zu offen laufenden Schaltelementen und Planetenlagerungen. Insbesondere können die folgenden Vorteile realisiert werden: Sehr niedrige Drehzahlen und somit sehr geringe Schleppverluste; koaxiale Anordnung; drei Gänge mithilfe von drei Schaltelementen; eine variable Anpassung der Gangzahl; zumindest zwei der Schaltelemente sind als Klauen ausführbar, insbesondere wenn im zweiten Gang angefahren wird; zwei Bremsen; die Schaltelementen sind sehr gut zugänglich; der erste Gang kann als Kriech- oder Schwerlastgang ausgebildet werden; relativ gute Verzahnungswirkungsgrade, da Gesamtübersetzung durch den Radsatz erfolgt, sodass keine weiteren Verzahnungsverluste durch Sternraddifferenzial entstehen; Drehzahldifferenzen in den insbesondere als Klauenschaltelementen ausgebildeten Schaltelementen kann sehr gering gehalten werden, sodass eine einfache Synchronisation realisierbar ist; weiterer Umbau zu Ravigneaux-Satz möglich; stapelbarer Radsatz.
Außerdem ist es möglich, dass beispielsweise der Abtrieb 44 koaxial zu dem Antrieb 28 angeordnet ist, was insbesondere bei der dritten, vierten und fünften Ausführungsform vorgesehen ist.
Insgesamt ist erkennbar, dass mittels der Getriebevorrichtung 16 eine lastschaltfähige Mehr-Gang-Struktur, beispielsweise eine lastschaltfähige Zwei-Gang-Struktur, Drei-Gang-Struktur oder Vier-Gang-Struktur, insbesondere für elektrische Antriebe in koaxiale und bauraumoptimaler Bauweise mit geringer Verlustleistung realisieren lässt. Dabei können die genannten Gänge als Fahrgänge genutzt werden, welche insbesondere für Vorwärts- und Rückwärtsfahrten verwendet werden können. Der erste, auch als Fahrgang bezeichnete Gang soll beispielsweise einen Anhängerbetrieb ermöglichen. Außerdem ist dieser für Kriechvorgänge vorgesehen, um die elektrische Maschine 12 und eine der elektrischen Maschine 12 zugeordnete Leistungselektronik vor Überhitzung zu schützen. Wenigstens eines der Schaltelemente kann gegebenenfalls als Klauenkupplung mit oder ohne Synchronisiereinheit ausgebildet sein, um Verluste besonders gering halten zu können. Wenigstens eines, mehrere oder alle Schaltelemente können auch als Bremsen, insbesondere als Reibbremsen und somit beispielsweise als Lamellenkupplungen, ausgebildet sein. Insgesamt ist es möglich, mithilfe von nur drei Planetenradsätzen eine hohe Anzahl an Gängen mit einer vorteilhaften Übersetzung realisieren zu können. Ferner können Relativdrehzahlen in offen laufenden Schaltelementen gering gehalten werden, wodurch Verluste in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können. Außerdem können Relativdrehzahlen in den Planetenradsätzen 20, 22 und 62 besonders gering gehalten werden. Da beispielsweise die Schaltelemente jeweils als Bremsen, insbesondere Reibbremsen beziehungsweise Lamellenkupplungen, ausgebildet sind, sind diese sehr gut zugänglich, insbesondere von außen. Ferner können die Drehzahlen der elektrischen Maschine 12 auch bei hohen Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs besonders gering gehalten werden, da mehrere Gänge auf einfache Weise darstellbar sind.
Bezugszeichenliste

10: elektrisches Antriebssystem
12: elektrische Maschine
14: Pfeil
16: Getriebevorrichtung
18: Gehäuse
20: erster Planetenradsatz
22: zweiter Planetenradsatz
24: erstes Sonnenrad
26: zweites Sonnenrad
28: Antrieb
30: Antriebswelle
32: Schaltelement
34: Ravigneaux-Satz
36: Ravigneaux-Hohlrad
38: erstes Ravigneaux-Planetenrad
40: zweites Ravigneaux-Planetenrad
42: Ravigneaux-Planetenträger
44: Abtrieb
46: Pfeil
48: Schaltelement
50: erstes Hohlrad
52: erstes Planetenrad
54: erster Planetenträger
56: zweites Hohlrad
58: zweites Planetenrad
60: zweiter Planetenträger
62: dritter Planetenradsatz
64: drittes Sonnenrad
66: drittes Hohlrad
68: drittes Planetenrad
70: dritter Planetenträger
72: Schaltelement
74: Abtriebswelle
76: Schaltelement
78: Schaltelement

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

WO 2015/169837 A1 [0002]

Claims

Getriebevorrichtung (16) für ein elektrisches Antriebssystem (10), mit einem Gehäuse (18), mit wenigstens zwei in dem Gehäuse (18) angeordneten Planetenradsätzen (20, 22), von welchen ein erster der Planetenradsätze (20, 22) wenigstens ein erstes Sonnenrad (24) und der zweite Planetenradsatz (22) wenigstens ein zweites Sonnenrad (26) aufweist, und mit einem drehfest mit dem ersten Sonnenrad (24) gekoppelten Antrieb (28), über welchen Drehmomente in die Getriebevorrichtung (16) einleitbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schaltelement (32) vorgesehen ist, mittels welchem das zweite Sonnenrad (26) drehfest an dem Gehäuse (18) festlegbar ist.
Getriebevorrichtung (16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: - der erste Planetenradsatz (20) ein erstes Hohlrad (50) aufweist; - der zweite Planetenradsatz (22) ein zweites Hohlrad (56) aufweist: - ein in dem Gehäuse (18) angeordneter dritter Planetenradsatz (62) vorgesehen ist, welcher wenigstens ein drittes Sonnenrad (64) aufweist; und - das zweite Hohlrad (56) drehfest mit dem dritten Sonnenrad (64) verbunden ist.
Getriebevorrichtung (16) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenradsatz (22) und der dritte Planetenradsatz (62) gestapelt sind.
Getriebevorrichtung (16) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Planetenradsatz (62) ein drittes Hohlrad (66( aufweist, welches drehfest an dem Gehäuse (18) festgelegt ist.
Getriebevorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (20) einen ersten Planetenträger (54) aufweist, welcher drehfest mit dem zweiten Hohlrad (56) und dem dritten Sonnenrad (64) verbunden ist.
Getriebevorrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenradsatz (22) einen zweiten Planetenträger (60) aufweist.
Getriebevorrichtung (16) nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlrad (50) drehfest mit dem zweiten Planetenträger (60) verbunden ist.
Getriebevorrichtung (16) nach Anspruch 7 oder nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Schaltelement (72) vorgesehen ist, mittels welchem der zweite Planetenträger (60) und/oder das erste Hohlrad (50) drehfest an dem Gehäuse (18) festlegbar ist.
Getriebevorrichtung (16) nach Anspruch 8 oder 7 oder nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass: - der dritte Planetenradsatz (62) einen dritten Planetenträger (70) aufweist; und - ein drittes Schaltelement (76) vorgesehen ist, mittels welchem der dritte Planetenträger (70) drehfest mit dem zweiten Planetenträger (60) verbindbar ist.
Getriebevorrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verblockungsschaltelement (78) zum Verblocken des zweiten Planetenradsatzes (22) vorgesehen ist.
Getriebevorrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: - der erste Planetenradsatz (20) und der zweite Planetenradsatz (22) einen Ravigneaux-Satz (34) bilden; - der Ravigneaux-Satz (34) einen Ravigneaux-Planetenträger (42) und ein Ravigneaux-Hohlrad (36) aufweist; und - die Getriebevorrichtung (16) einen Abtrieb (44) aufweist, über welchen Drehmomente aus der Getriebevorrichtung (16) ausleitbar sind.
Getriebevorrichtung (16) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass: - der Abtrieb (44) mit dem Ravigneaux-Hohlrad (36) drehfest verbunden ist; und - wenigstens ein Festleg-Schaltelement (48) vorgesehen ist, mittels welchem der Ravigneaux-Planetenträger (42) drehfest an dem Gehäuse (18) festlegbar ist.
Getriebevorrichtung (16) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass: - der Abtrieb (44) mit dem Ravigneaux-Planetenträger (42) drehfest verbunden ist; und - wenigstens ein Festleg-Schaltelement (48) vorgesehen ist, mittels welchem das Ravigneaux-Hohlrad (36) drehfest an dem Gehäuse (18) festlegbar ist.
Elektrisches Antriebssystem (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer elektrischen Maschine (12), mittels welcher Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellbar sind und mit wenigstens einer Getriebevorrichtung (16), welche aufweist: - ein Gehäuse (18); - wenigstens zwei in dem Gehäuse (18) angeordnete Planetenradsätze (20, 22), von welchen ein erster der Planetenradsätze (20, 22) wenigstens ein erstes Sonnenrad (24) und der zweite Planetenradsatz (22) wenigstens ein zweites Sonnenrad (26) aufweist; und - einen drehfest mit dem ersten Sonnenrad (24) gekoppelten Antrieb (28), über welchen die von der elektrischen Maschine (12) bereitgestellten Drehmomente in die Getriebevorrichtung (16) einleitbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schaltelement (32) vorgesehen ist, mittels welchem das zweite Sonnenrad (26) drehfest an dem Gehäuse (18) festlegbar ist.