DE102017111040B4

DE102017111040B4 - Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017111040B4
Application number: DE102017111040.2A
Authority: DE
Inventors: Franz Kurth
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2037-05-23
Also published as: DE102017111040A1

Abstract

Antriebsvorrichtung für eine Achse eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Antriebsmaschine (1) sowie eine als wälzendes Differential ausgebildete Getriebevorrichtung (3), wobei die Getriebevorrichtung (3) einen Planetenradsatz (4) mit mehreren Planetenrädern (5) und einen Stufenplanetenradsatz (9) mit mehreren Stufenplanetenrädern (10) aufweist, wobei die Planetenräder (5) des Planetenradsatzes (4) drehbar an einem ersten Planetenträger (6a) angeordnet sind und mit einem Sonnenrad (7) und mit einem ersten Hohlrad (8a) im Zahneingriff stehen, wobei jedes Stufenplanetenrad (10) ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad (11a, 11b) aufweist, wobei die Stufenplanetenräder (10) drehbar an einem zweiten Planetenträger (6b) angeordnet sind, wobei das erste Zahnrad (11a) mit einem zweiten Hohlrad (8b) im Zahneingriff steht und das zweite Zahnrad (11b) mit einem dritten Hohlrad (8c) im Zahneingriff steht, und wobei der erste Planetenträger (6a) drehfest mit einer ersten Abtriebswelle (15a) verbindbar ist und der zweite Planetenträger (6b) drehfest mit einer zweiten Abtriebswelle (15b) verbindbar ist, wobei das erste Hohlrad (8a) drehfest mit dem zweiten Hohlrad (8b) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Achse eines Kraftfahrzeugs.
Aus der DE 10 2014 213 146 B4 geht eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine und eine damit verbundene Getriebevorrichtung hervor. Die Getriebevorrichtung umfasst ein Differential und ein Stirnrad, die eine erste und eine zweite Abtriebswelle getrieblich mit der elektrischen Maschine koppeln. Das Differential ist als wälzendes Differential ausgebildet, wobei die erste Abtriebswelle getrieblich mit dem wälzenden Differential verbunden ist und die zweite Abtriebswelle getrieblich mit dem Stirnrad verbunden ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine alternative Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen.
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 Achse eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Antriebsmaschine sowie eine als wälzendes Differential ausgebildete Getriebevorrichtung, wobei die Getriebevorrichtung einen Planetenradsatz mit mehreren Planetenrädern und einen Stufenplanetenradsatz mit mehreren Stufenplanetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des Planetenradsatzes drehbar an einem ersten Planetenträger angeordnet sind und mit einem Sonnenrad und mit einem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei jedes Stufenplanetenrad ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad aufweist, wobei die Stufenplanetenräder drehbar an einem zweiten Planetenträger angeordnet sind, wobei das erste Zahnrad mit einem zweiten Hohlrad im Zahneingriff steht und das zweite Zahnrad mit einem dritten Hohlrad im Zahneingriff steht, und wobei der erste Planetenträger drehfest mit einer ersten Abtriebswelle verbindbar ist und der zweite Planetenträger drehfest mit einer zweiten Abtriebswelle verbindbar ist, wobei das erste Hohlrad drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden ist.
Mit anderen Worten erfolgt eine Leistungsverteilung am Planetenradsatz, wobei ein erster Leistungsfluss über den ersten Planetenträger auf die erste Abtriebswelle realisiert wird. Ferner wird ein zweiter Leistungsfluss über das erste Hohlrad und dem zweiten Hohlrad sowie dem Stufenplanetenradsatz und dem zweiten Planetenträger auf die zweite Abtriebswelle realisiert. Insbesondere sind das erste und das zweite Hohlrad einteilig ausgebildet, mithin als Doppelhohlrad ausgebildet. Bevorzugt weist das erste Zahnrad einen größeren Durchmesser als das zweite Zahnrad auf.
Unter einem wälzenden Differential ist ein Differential zu verstehen, bei dem auch bei gleichen Abtriebsdrehzahlen an den beiden Leistungsausgängen, nämlich an der ersten und zweiten Abtriebswelle, alle Verzahnungspartner aneinander abwälzen. Mit anderen Worten wälzen das Sonnenrad, die Planetenräder des Planetenradsatzes, die Hohlräder und die Stufenplanetenräder des Stufenplanetenradsatzes nicht nur bei einem Drehzahlunterschied der beiden Abtriebswellen, beispielsweise bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs, sondern auch bei gleichen Drehzahlen an den beiden Abtriebswellen, beispielsweise bei einer Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs, aneinander ab.
Die als wälzendes Differential ausgebildete Getriebevorrichtung verteilt die Antriebsleistung der Antriebsmaschine auf die beiden Abtriebswellen einer Antriebsachse des Kraftfahrzeugs. Die jeweilige Abtriebswelle ist zumindest mittelbar mit einem jeweiligen Rad des Kraftfahrzeugs verbunden.
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 beispielsweise ein Sonnenrad, ein Hohlrad, ein Planetenrad sowie ein Stufenplanetenrad zu verstehen.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Antriebsmaschine einen gehäusefesten Stator und einen drehfest an einer Rotorwelle angeordneten Rotor aufweist. Vorzugsweise ist das Sonnenrad drehfest mit der Rotorwelle verbunden.
Bevorzugt ist das dritte Hohlrad stationär an einem Gehäuse festgelegt und somit drehfest mit dem Gehäuse verbunden. Ferner bevorzugt ist die Rotorwelle koaxial zu den beiden Abtriebswellen angeordnet, wobei die Rotorwelle als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Abtriebswelle durch die Rotorwelle geführt ist.
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 1 weist eine erfindungsgemäße elektrische 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 13 sowie einen innerhalb des Stators 13 beweglich angeordneten Rotor 14 auf, der drehfest mit einer Rotorwelle 2 verbunden ist. Die Getriebevorrichtung 3 ist als wälzendes Differential ausgebildet und an die Antriebsmaschine 1 angeflanscht. Eine Antriebsleistung der Antriebsmaschine 1 wird über die Rotorwelle 2, die zwischen der Antriebsmaschine 1 und der Getriebevorrichtung 3 angeordnet ist, in die Getriebevorrichtung 3 eingeleitet.
Die Getriebevorrichtung 3 umfasst einen Planetenradsatz 4 mit mehreren Planetenrädern 5 sowie einen Stufenplanetenradsatz 9 mit mehreren Stufenplanetenrädern 10. Aufgrund der Schnittdarstellung ist jeweils nur ein Planetenrad 5 des Planetenradsatzes 4 und ein Stufenplanetenrad 10 des Stufenplanetenradsatzes 9 dargestellt.
Die Planetenräder 5 des Planetenradsatzes 4 sind drehbar an einem ersten Planetenträger 6a angeordnet und stehen mit einem Sonnenrad 7 und mit einem ersten Hohlrad 8a im Zahneingriff. Am Planetenradsatz 4 erfolgt eine Leistungsaufteilung, wobei ein erster Leistungspfad über den ersten Planetenträger 6a und ein zweiter Leistungspfad über das erste Hohlrad 8a realisiert werden.
Jedes Stufenplanetenrad 10 weist ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad 11a, 11b auf, wobei die Stufenplanetenräder 10 drehbar an einem zweiten Planetenträger 6b angeordnet sind. Das erste Zahnrad 11a steht mit einem zweiten Hohlrad 8b im Zahneingriff. Demgegenüber steht das zweite Zahnrad 11b mit einem dritten Hohlrad 8c im Zahneingriff, wobei das dritte Hohlrad 8c drehfest mit einem Gehäuse 12 der Getriebevorrichtung 3 verbunden ist. Das erste Zahnrad 11a weist einen größeren Durchmesser als das zweite Zahnrad 11b auf. Das erste Hohlrad 8a ist drehfest mit dem zweiten Hohlrad 8b verbunden. Vorliegend sind das erste und das zweite Hohlrad 8a, 8b als Doppelhohlrad ausgebildet und somit einteilig.
Der zweite Planetenträger 6b ist drehfest mit einer zweiten Abtriebswelle 15b verbunden. Die Rotorwelle 2 ist koaxial zu den beiden Abtriebswellen 15a, 15b angeordnet, wobei die Rotorwelle 2 als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Abtriebswelle 15a durch die Rotorwelle 2 geführt ist. Die beiden Abtriebswellen 15a, 15b sind Teil einer elektrischen Antriebsachse des Kraftfahrzeugs.
Bezugszeichenliste

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

Claims

Antriebsvorrichtung für eine Achse eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Antriebsmaschine (1) sowie eine als wälzendes Differential ausgebildete Getriebevorrichtung (3), wobei die Getriebevorrichtung (3) einen Planetenradsatz (4) mit mehreren Planetenrädern (5) und einen Stufenplanetenradsatz (9) mit mehreren Stufenplanetenrädern (10) aufweist, wobei die Planetenräder (5) des Planetenradsatzes (4) drehbar an einem ersten Planetenträger (6a) angeordnet sind und mit einem Sonnenrad (7) und mit einem ersten Hohlrad (8a) im Zahneingriff stehen, wobei jedes Stufenplanetenrad (10) ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad (11a, 11b) aufweist, wobei die Stufenplanetenräder (10) drehbar an einem zweiten Planetenträger (6b) angeordnet sind, wobei das erste Zahnrad (11a) mit einem zweiten Hohlrad (8b) im Zahneingriff steht und das zweite Zahnrad (11b) mit einem dritten Hohlrad (8c) im Zahneingriff steht, und wobei der erste Planetenträger (6a) drehfest mit einer ersten Abtriebswelle (15a) verbindbar ist und der zweite Planetenträger (6b) drehfest mit einer zweiten Abtriebswelle (15b) verbindbar ist, wobei das erste Hohlrad (8a) drehfest mit dem zweiten Hohlrad (8b) verbunden ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmaschine einen gehäusefesten Stator (13) und einen drehfest an einer Rotorwelle (2) angeordneten Rotor (14) aufweist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (7) drehfest mit der Rotorwelle (2) verbunden ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (2) koaxial zu den beiden Abtriebswellen (15a, 15b) angeordnet ist, wobei die Rotorwelle (2) als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Abtriebswelle (15a) durch die Rotorwelle (2) geführt ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Hohlrad (8c) stationär an einem Gehäuse (12) festgelegt ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Hohlrad (8a, 8b) einteilig miteinander verbunden sind.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (11a) einen größeren Durchmesser als das zweite Zahnrad (11b) aufweist.
Antriebsachse für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Verwendung einer Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einer Antriebsachse für ein Kraftfahrzeug.