DE102017108002A1

DE102017108002A1 - Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017108002A1
Application number: DE102017108002.3A
Authority: DE
Inventors: Franz Kurth
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2018-10-18

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) und eine Differentialstufe (5) aufweist, wobei die Eingangsstufe (4) einen Stufenplanetenradsatz (7) mit mehreren Stufenplanetenrädern (8) aufweist, wobei jedes Stufenplanetenrad (8) ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad (8a, 8b) aufweist, wobei die Stufenplanetenräder (8) drehbar an einem Planetenträger (9a) angeordnet sind, wobei das erste Zahnrad (8a) mit einem ersten Sonnenrad (10a) im Zahneingriff steht und das zweite Zahnrad (8b) mit einem an einem Gehäuse (15) stationär festlegbaren Hohlrad (14) im Zahneingriff steht, und wobei eine Kupplung (6) zwischen dem Hohlrad (14) und dem Gehäuse (15) wirksam angeordnet ist, um das Hohlrad (14) zu entkoppeln und eine Getriebeabschaltung einzuleiten, wobei ferner die Differentialstufe (5) einen Differentialkorb (9b) umfasst und dazu vorgesehen ist, eine Antriebsleistung der Antriebsmaschine (1) auf eine erste und zweite Abtriebswelle (11a, 11 b) zu verteilen, wobei ferner die erste und zweite Abtriebswelle (11a, 11b) relativ zum Differentialkorb (9b) der Differentialstufe (5) rotierbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit einer Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
Die US 2007 093 344 A1 offenbart eine Kraftübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug zum Übertragen einer Antriebskraft von einer Antriebsquelle über einer Getriebevorrichtung zu einer rechten und linken Abtriebswelle. Die Getriebevorrichtung umfasst eine Eingangsstufe und eine Differentialstufe, wobei die Eingangsstufe einen Stufenplanetenradsatz mit mehreren Stufenplanetenrädern aufweist. Die Differentialstufe umfasst einen Differentialkorb, der drehstarr mit den beiden Abtriebswelle verbunden ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung mit einer Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug weiterzuentwickeln.
Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung sowie der beigefügten Figur.
Eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Antriebsmaschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung eine Eingangsstufe und eine Differentialstufe aufweist, wobei die Eingangsstufe einen Stufenplanetenradsatz mit mehreren Stufenplanetenrädern aufweist, wobei jedes Stufenplanetenrad ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad aufweist, wobei die Stufenplanetenräder drehbar an einem Planetenträger angeordnet sind, wobei das erste Zahnrad mit einem ersten Sonnenrad im Zahneingriff steht und das zweite Zahnrad mit einem an einem Gehäuse stationär festlegbaren Hohlrad im Zahneingriff steht, und wobei eine Kupplung zwischen dem Hohlrad und dem Gehäuse wirksam angeordnet ist, um das Hohlrad zu entkoppeln und dadurch eine Getriebeabschaltung einzuleiten, wobei ferner die Differentialstufe einen Differentialkorb umfasst und dazu vorgesehen ist, eine Antriebsleistung der Antriebsmaschine auf eine erste und zweite Abtriebswelle zu verteilen, wobei die erste und zweite Abtriebswelle relativ zum Differentialkorb der Differentialstufe rotierbar sind. Mit anderen Worten sind die beiden Abtriebswellen nicht drehfest mit dem Differentialkorb verbunden sondern können relativ zum Differentialkorb rotiert werden und somit unterschiedliche Drehzahlen aufweisen.
Unter einer Kupplung ist ein Schaltelement zu verstehen, das zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist. Im geöffneten Zustand überträgt die Kupplung kein Drehmoment. Somit überträgt die Kupplung nur in einem zumindest teilweise geschlossenen Zustand ein Drehmoment zwischen dem Hohlrad und dem Gehäuse. Die Kupplung kann sowohl als Lastschaltelement, insbesondere als Reibkupplung, als auch als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Klauenkupplung ausgebildet sein. Insbesondere wird die Kupplung von einem Aktuator betätigt beziehungsweise ein- und ausgerückt, um ein Öffnen oder Schließen zu bewirken. Der Aktuator kann mechanisch, hydraulisch, elektromechanisch, elektromagnetisch oder beispielsweise auch pneumatisch betätigbar sein.
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 oder Wellen.
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 auch ein Sonnenrad, ein Hohlrad, ein Planetenrad sowie ein Stufenplanetenrad zu verstehen. Insbesondere ist das erste Zahnrad größer als das zweite Zahnrad ausgebildet.
Bevorzugt ist das erste Sonnenrad mit der Antriebswelle verbunden. Mithin wird die Antriebsleistung des Antriebsmotors über das erste Sonnenrad in die Getriebevorrichtung eingespeist.
Bevorzugt umfasst die Differentialstufe einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz mit mehreren Planetenrädern, wobei die Planetenräder des ersten und zweiten Planetenradsatzes drehbar an dem als Planetenträger ausgebildeten Differentialkorb angeordnet sind, wobei jedes Planetenrad des ersten Planetenradsatzes mit einem zweiten Sonnenrad und einem jeweiligen Planetenrad des zweiten Planetenradsatzes im Zahneingriff steht, wobei jedes Planetenrad des zweiten Planetenradsatzes mit einem dritten Sonnenrad im Zahneingriff steht, wobei das zweite Sonnenrad drehfest mit der ersten Abtriebswelle verbunden ist, und wobei das dritte Sonnenrad drehfest mit der zweiten Abtriebswelle verbunden ist. Somit ist die Differentialstufe als Stirnraddifferential ausgebildet. Insbesondere ist am zweiten und dritten Sonnenrad eine jeweilige Steckverzahnung zur Aufnahme der jeweiligen Abtriebswelle vorgesehen. Die Planetenräder der beiden Planetenradsätze kämmen paarweise miteinander. Insbesondere ist der Planetenträger der Eingangsstufe drehfest mit dem Differentialkorb der Differentialstufe verbunden.
Vorzugsweise ist die Antriebsmaschine als elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor ausgebildet. Insbesondere ist die Antriebsvorrichtung für eine elektrische Achse eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Die elektrische Achse kann vorteilhafterweise mit einer durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen Achse zu einem Hybridantrieb kombiniert werden.
Bevorzugt ist die Antriebswelle koaxial zu den beiden Abtriebswellen angeordnet, wobei die Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Abtriebswelle durch die Antriebswelle geführt ist. Mithin sind das erste, zweite und dritte Sonnenrad koaxial zueinander angeordnet.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figur näher dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit einer Getriebevorrichtung.
Gemäß der einzigen Figur 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 gehäusefesten Stator 16 sowie einen beweglich darin angeordneten Rotor 17 auf. Die Getriebevorrichtung 3 ist vorliegend 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 und eine Differentialstufe 5, wobei die Differentialstufe 5 dazu vorgesehen ist, die Antriebsleistung der Antriebsmaschine 1 auf eine erste und zweite Abtriebswelle 11a, 11b zu verteilen. Die Eingangsstufe 4 ist als Planetengetriebe ausgebildet und umfasst einen Planetenträger 9a. Die Differentialstufe 5 ist als Stirnraddifferential ausgebildet und umfasst einen als Planetenträger ausgebildeten Differentialkorb 9b. Die erste und zweite Abtriebswelle 11a, 11b sind relativ zum Differentialkorb 9b der Differentialstufe 5 rotierbar. Mithin sind die beiden Abtriebswellen 11a, 11b nicht drehstarr sondern variabel drehbar mit dem Differentialkorb 9b wirkverbunden.
Die Eingangsstufe 4 weist einen Stufenplanetenradsatz 7 mit mehreren Stufenplanetenrädern 8 auf, wobei jedes Stufenplanetenrad 8 ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad 8a, 8b aufweist. Das erste Zahnrad 8a ist größer als das zweite Zahnrad 8b ausgebildet. Die Stufenplanetenräder 8 sind drehbar an dem Planetenträger 9a angeordnet, wobei das erste Zahnrad 8a mit einem ersten Sonnenrad 10a im Zahneingriff steht und das zweite Zahnrad 8b mit einem Hohlrad 14 im Zahneingriff steht. Das erste Sonnenrad 10a ist mit der Antriebswelle 2 verbunden. Eine Kupplung 6 ist zwischen dem Hohlrad 14 und dem Gehäuse 15 wirksam angeordnet, um das Hohlrad 14 in einem geöffneten Zustand der Kupplung 6 vom Gehäuse 15 zu entkoppeln und dadurch eine Getriebeabschaltung einzuleiten. Demgegenüber wird das Hohlrad 14 in einem geschlossenen Zustand der Kupplung 6 mit dem Gehäuse 15 gekoppelt und somit stationär am Gehäuse 15 festgelegt.
Die Differentialstufe 5 weist einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz 12a, 12b mit mehreren Planetenrädern 13a, 13b auf. Die Planetenräder 13a, 13b des ersten und zweiten Planetenradsatzes 12a, 12b sind drehbar an dem Differentialkorb 9b angeordnet. Jedes Planetenrad 13a des ersten Planetenradsatzes 12a ist mit einem zweiten Sonnenrad 11b und einem jeweiligen Planetenrad 13b des zweiten Planetenradsatzes 12b im Zahneingriff. Ferner ist jedes Planetenrad 13b des zweiten Planetenradsatzes 12b nicht nur mit jedem Planetenrad 13a des ersten Planetenradsatzes 12a sondern auch mit einem dritten Sonnenrad 10c im Zahneingriff. Das zweite Sonnenrad 10b ist drehfest mit der ersten Abtriebswelle 11a verbunden und das dritte Sonnenrad 10c ist drehfest mit der zweiten Abtriebswelle 11b verbunden. Die Antriebswelle 2 ist koaxial zu den beiden Abtriebswellen 11a, 11b angeordnet, wobei die Antriebswelle 2 als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Abtriebswelle 11a durch die Antriebswelle 2 geführt ist.
Aufgrund der vereinfachten Schnittdarstellung sind nur jeweils ein Planetenrad 13a, 13b des jeweiligen Planetenradsatzes 12a, 12b sowie ein Stufenplanetenrad 8 des Stufenplanetenradsatzes 7 dargestellt.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsmaschine
2: Antriebswelle
3: Getriebevorrichtung
4: Eingangsstufe
5: Differentialstufe
6: Kupplung
7: Stufenplanetenradsatz
8: Stufenplanetenrad
8a, 8b: Zahnrad
9a: Planetenträger
9b: Differentialkorb
10a, 10b, 10c: Sonnenrad
11a, 11b: Abtriebswelle
12a, 12b: Planetenradsatz
13a, 13b: Planetenrad
14: Hohlrad
15: Gehäuse
16: Stator
17: Rotor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2007093344 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) und eine Differentialstufe (5) aufweist, wobei die Eingangsstufe (4) einen Stufenplanetenradsatz (7) mit mehreren Stufenplanetenrädern (8) aufweist, wobei jedes Stufenplanetenrad (8) ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad (8a, 8b) aufweist, wobei die Stufenplanetenräder (8) drehbar an einem Planetenträger (9a) angeordnet sind, wobei das erste Zahnrad (8a) mit einem ersten Sonnenrad (10a) im Zahneingriff steht und das zweite Zahnrad (8b) mit einem an einem Gehäuse (15) stationär festlegbaren Hohlrad (14) im Zahneingriff steht, und wobei eine Kupplung (6) zwischen dem Hohlrad (14) und dem Gehäuse (15) wirksam angeordnet ist, um das Hohlrad (14) zu entkoppeln und eine Getriebeabschaltung einzuleiten, wobei ferner die Differentialstufe (5) einen Differentialkorb (9b) umfasst und dazu vorgesehen ist, eine Antriebsleistung der Antriebsmaschine (1) auf eine erste und zweite Abtriebswelle (11a, 11b) zu verteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Abtriebswelle (11a, 11b) relativ zum Differentialkorb (9b) der Differentialstufe (5) rotierbar sind.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differentialstufe (5) einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz (12a, 12b) mit mehreren Planetenrädern (13a, 13b) umfasst, wobei die Planetenräder (13a, 13b) des ersten und zweiten Planetenradsatzes (12a, 12b) drehbar an dem als Planetenträger ausgebildeten Differentialkorb (9b) angeordnet sind, wobei jedes Planetenrad (13a) des ersten Planetenradsatzes (12a) mit einem zweiten Sonnenrad (11b) und einem jeweiligen Planetenrad (13b) des zweiten Planetenradsatzes (12b) im Zahneingriff steht, wobei jedes Planetenrad (13b) des zweiten Planetenradsatzes (12b) mit einem dritten Sonnenrad (10c) im Zahneingriff steht, wobei das zweite Sonnenrad (10b) drehfest mit der ersten Abtriebswelle (11a) verbunden ist, und wobei das dritte Sonnenrad (10c) drehfest mit der zweiten Abtriebswelle (11b) verbunden ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (9a) der Eingangsstufe (4) drehfest mit dem Differentialkorb (9b) der Differentialstufe (5) verbunden ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmaschine (1) als elektrische Maschine mit einem Stator (16) und einem Rotor (17) ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) koaxial zu den beiden Abtriebswellen (11a, 11b) angeordnet ist, wobei die Antriebswelle (2) als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Abtriebswelle (11a) durch die Antriebswelle (2) geführt ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (8a) größer als das zweite Zahnrad (8b) ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sonnenrad (10a) mit der Antriebswelle (2) verbunden ist.
Antriebsachse für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.