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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanordnung, insbesondere eine zweistufig unter Last schaltbare Antriebsanordnung für einen elektromechanischen Fahrzeugantrieb, mit einem Hohlrad, einem Planetenträger, ersten Planeten die von dem Planetenträger um erste Planetenachsen drehbar getragen werden und dabei radial von innen her in das Hohlrad eingreifen, einer ersten Sonnenradstufe mit einem ersten Sonnenrad und ersten Reduktionsplaneten, die radial von außen her in das erste Sonnenrad eingreifen und zu den ersten Planeten gleichachsig angeordnet sind, einer zweiten Sonnenradstufe mit einem zweiten Sonnenrad und zweiten Reduktionsplaneten, die radial von außen her in das zweite Sonnenrad eingreifen und zu den ersten Reduktionsplaneten gleichachsig axial benachbart angeordnet sind, und einer Antriebseinrichtung, zum Antrieb des ersten und des zweiten Sonnenrades unter Zwischenschaltung einer Kupplungseinrichtung, wobei die erste Sonnenradstufe derart ausgelegt ist, dass diese zwischen dem ersten Sonnenrad und den ersten Reduktionsplaneten ein höheres Übersetzungsverhältnis realisiert, als es die zweite Sonnenradstufe zwischen dem zweiten Sonnenrad und den zweiten Reduktionsplaneten realisiert.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung der oben genannten Art zu schaffen, die sich durch einen robusten und unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten vorteilhaft realisierbaren Aufbau sowie einen hohen mechanischen Wirkungsgrad auszeichnet.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Antriebsanordnung mit:
- - einem Hohlrad,
- - einem Planetenträger,
- - ersten Planeten, die von dem Planetenträger getragen werden und um erste Planetenachsen drehbar sind und dabei radial von innen her in das Hohlrad eingreifen,
- - einer ersten Sonnenradstufe mit einem ersten Sonnenrad und ersten Reduktionsplaneten, die radial von außen her in das erste Sonnenrad eingreifen und zu den ersten Planeten gleichachsig angeordnet sind,
- - einer zweiten Sonnenradstufe mit einem zweiten Sonnenrad und zweiten Reduktionsplaneten, die radial von außen her in das zweite Sonnenrad eingreifen und zu den ersten Reduktionsplaneten axial benachbart und zudem gleichachsig zu diesen angeordnet sind, und
- - einer Antriebseinrichtung, zum Antrieb des ersten und des zweiten Sonnenrades,
- - wobei die erste Sonnenradstufe derart ausgelegt ist, dass diese zwischen dem ersten Sonnenrad und den ersten Reduktionsplaneten ein höheres Übersetzungsverhältnis realisiert, als es die zweite Sonnenradstufe zwischen dem zweiten Sonnenrad und den zweiten Reduktionsplaneten realisiert,
- - die kinematische Koppelung der ersten Sonnenradstufe mit der Antriebseinrichtung unter Einbindung einer Freilaufeinrichtung bewerkstelligt ist, und
- - die kinematische Koppelung der zweiten Sonnenradstufe mit der Antriebseinrichtung unter Einbindung einer Kupplungseinrichtung bewerkstelligt ist.
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Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Antriebsanordnung zu schaffen, bei welcher im Rahmen der Leistungsführung über die zweite Sonnenradstufe das Sonnenrad der ersten Sonnenradstufe lastfrei die Antriebseinrichtung drehzahlmäßig überholen kann.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Antriebsanordnung derart ausgebildet, dass die Freilaufeinrichtung selektiv in Freilaufrichtung selektiv sperrbar ist. Die Sperrung der Freilaufeinrichtung zur Übertragung eines Drehmomentes in ihre Freilaufrichtung erfolgt vorzugsweise auf reibschlüssigem Wege. Hierdurch wird es möglich, im Rahmen des Schubbetriebs eines entsprechenden Kraftfahrzeuges dieses wahlweise über die zweite Sonnenradstufe und dann, wenn das Fahrzeug entsprechend verlangsamt ist auch noch wahlweise über die erste Sonnenradstufe in einem Rekuperationsmodus zu betreiben.
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Die Freilaufeinrichtung und die Kupplungseinrichtung können gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung in eine als Rotationsmodul ausgeführte Kupplungsbaugruppe eingebunden werden. Diese Kupplungsbaugruppe umfasst dann einen mit der Antriebseinrichtung gekoppelten Eingang, einen zur ersten Sonnenradstufe führenden ersten Ausgang und einen zur zweiten Sonnenradstufe führenden zweiten Ausgang. Der Eingang und die beiden Ausgänge können durch Verzahnungsstrukturen, insbesondere Innenumfangswandungen mit Axial-Innenverzahnungen gebildet sein, so dass die Ankoppelung der zur Antriebseinrichtung und der zu den Sonnenradstufen führenden Getriebeorgane, insbesondere Hohlwellenabschnitte durch Einstecken derselben in jene Verzahnungsbereiche bewerkstelligt werden kann. Das Kupplungsmodul kann dann in seinem Aufbau in der Art eines Doppelkupplungsmoduls gestaltet sein, das jedoch nur eine Kupplung enthält, wobei dann im Bereich der dort ansonsten vorgesehen zweiten Kupplung jene Freilaufeinrichtung angeordnet ist. Die zur Überbrückung der Freilaufeinrichtung vorgesehene Mechanik kann so ausgeführt sein, dass diese eine Überbrückung, d.h. aktive Sperrung des Freilaufs auf reibschlüssigem Wege herbeiführt.
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Bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist dann die Freilaufeinrichtung kinematisch zwischen dem Eingang des Kupplungsmoduls und dem ersten Ausgang angeordnet. Die Freilaufeinrichtung ist hierbei vorzugsweise als Klemmkörperfreilauf ausgeführt. Sie kann jedoch auch Koppelelemente umfassen, die eine formschlüssige Koppelung bewirken. Insgesamt ist die Freilaufeinrichtung vorzugsweise so ausgelegt, dass diese im Freilaufzustand eine hohe Drehzahlfestigkeit aufweist und der Freilaufzustand auch einen hohen Bewegungswirkungsgrad bietet.
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Die zur Ankoppelung des zweiten Sonnenrades herangezogene Kupplungseinrichtung ist vorzugsweise als Reibungskupplung, insbesondere als Lamellenkupplung mit einer axial belastbaren Ringlamellenpackung ausgeführt. Diese Lamellenkupplung befindet sich dann im Leistungsfluss, zwischen dem Eingang und dem zweiten Ausgang des Kupplungsmoduls.
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Das Kupplungsmodul ist vorzugsweise derart aufgebaut, dass sich die Freilaufeinrichtung radial innerhalb der Kupplungseinrichtung befindet. Hierdurch wird die Fliehkraftbelastung der Freilaufeinrichtung reduziert und das Drehmomentenübertragungsvermögen der als Reibungskupplung ausgeführten Kupplung der zweiten Sonnenradstufe erhöht.
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Die Freilaufeinrichtung kann hierbei in vorteilhafter Weise als reibschlüssig koppelnder Klemmkörperfreilauf ausgeführt sein. Der Klemmkörperfreilauf kann hierbei als eigenständige Baugruppe ausgeführt sein, die in das Kupplungsmodul eingesetzt ist. Es ist jedoch auch möglich, Funktionsflächen der Freilaufeinrichtung durch Flächenabschnitte zu bilden die durch das Kupplungsmodul bereitgestellt werden.
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Der erste und der zweite Reduktionsplanet sind vorzugsweise mit einem Planetenzapfen torsionsfest gekoppelt. Diese Koppelung kann insbesondere über eine Verzahnung oder Passfedereinrichtung erfolgen. Der erste Planet kann einstückig mit dem Planetenzapfen ausgebildet sein.
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Der Planetenträger ist gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung derart gestaltet, dass dieser ein Stirnraddifferential trägt. Dieses Stirnraddifferential kann so aufgebaut sein, dass dieses Bauräume nutzt, die zwischen jenen ersten Planeten liegen die radial von innen her in das erste Hohlrad eingreifen. So kann insbesondere ein Abschnitt eines Koppelplaneten des Stirnraddifferentials in diesen Zwischenraum zwischen den ersten Planeten axial eintauchen. Die axiale Baulänge des Planetenträgers wird hierdurch verkürzt und die Anordnung erlangt eine höhere Steifigkeit. Der Planetenträger erlangt eine Doppelfunktion, d.h. er bildet Teil einer Reduktionsstufe und Teil eines Achsdifferentiales.
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Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung ist weiterhin vorzugsweise derart aufgebaut, dass das erste Sonnenrad auf einer Hohlwelle sitzt und durch diese Hohlwelle eine Radantriebswelle hindurch geführt ist, die sich von dem Stirnraddifferential ausgehend durch die Antriebseinrichtung hindurch erstreckt. Die Antriebseinrichtung ist dann vorzugsweise als Elektromotor ausgeführt, wobei dieser Elektromotor eine als Hohlwelle gestaltete Rotorwelle aufweist. Die oben genannte Radantriebswelle ist dann durch diese Hohlwelle hindurchgeführt.
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Der von dem Planetenträger getragene Planetenzapfen ist vorzugsweise als Hohlzapfen ausgebildet und auf einem Planetenbolzen drehbar gelagert. Der Planetenbolzen sitzt vorzugsweise drehfest und hierbei beidseitig angestützt in Stützwandungen des Planetenträgers. Die Lagerung der Planetenräder auf diesem Planetenbolzen wird vorzugsweise über Wälzlager, insbesondere Nadellager bewerkstelligt. Die entsprechenden Laufflächen dieser Wälzkörper werden vorzugsweise direkt durch die Außenumfangsfläche des Planetenbolzens und die Innenumfangsfläche des Planetenzapfens bereitgestellt.
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In den obigen Ausführungen wurde der Aufbau der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung mit Blick auf zunächst nur einen Satz von Planetenrädern des Umlaufrädergetriebes beschrieben wie er auf einem entsprechenden Planetenbolzen angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung ist vorzugsweise so aufgebaut, dass der Planetenträger drei erste Planetenachsen definiert, die in gleicher Umfangsteilung um eine Planetenträgerumlaufachse herum angeordnet sind und hierbei von der Umlaufachse radial beabstandet und zu dieser parallel ausgerichtet sind. Das erfindungsgemäße Konzept kann auch mit lediglich zwei und hierbei einander bezüglich der Umlaufachse des Planetenträgers diametral gegenüberliegenden Planetensätzen realisiert werden, oder auch mit vier in gleicher Umfangsteilung auf dem Planetenträger angeordneten Planetensätzen.
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Durch das erfindungsgemäße Konzept wird es möglich, eine Antriebsanordnung zu schaffen, die ein über eine Kupplung und einen Freilauf angetriebenes sog. Tripleplanetengetriebe umfasst, das über seinen Planetenträger mit einem Differentialgetriebe verschachtelt ist, wobei dieses Differentialgetriebe dann einen Aufbau eines sog. Leichtbaudifferenziales aufweisen kann, der in der nachfolgenden Beschreibung der Figuren noch näher erläutert werden wird, wobei in einem die Kupplung beherbergenden Modul ein Freilauf vorgesehen ist, der ein lastfreies Überholen des zum hoch-übersetzenden Sonnenrad führenden Getriebebereichs ermöglicht.
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Unter dem Begriff Tripleplanetenwelle ist im Kontext der vorliegenden Beschreibung eine Welle mit drei darauf sitzenden Planeten zu verstehen, wobei diese Planeten mit der Welle torsionsfest gekoppelt sind. Unter dem Begriff Reduktionsplanet ist im Kontext der vorliegenden Beschreibung ein auf einem Planetenträger geführter und über ein Sonnenrad angetriebener Planet zu verstehen, dessen Wälzkreisdurchmesser größer ist, als der Wälzkreisdurchmesser eines durch den Reduktionsplaneten auf der gleichen Achse getriebenen Abtriebsplaneten (hier z.B. der erste Planet).
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Figurenliste
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
- 1 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaues einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug;
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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Die Darstellung nach 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung. Diese umfasst hier eine durch einen Elektromotor E gebildete Antriebseinrichtung mit einem Motorgehäuse EH und einem auf einer Rotorwelle EW sitzenden Rotor ER. Die Rotorwelle EW ist an den Eingang eines Kupplungsmoduls K angebunden. Das Kupplungsmodul K umfasst einen Freilauf FR und eine erste Kupplung K2. Der Freilauf FR ist mit einer ersten Getriebeeingangswelle G1 und die Kupplung K2 ist mit einer zweiten Getriebeeingangswelle G2 verbunden. Die beiden Getriebeeingangswellen G1, G2 treiben ein Getriebe G das als Umlaufrädergetriebe ausgeführt ist.
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Das Umlaufrädergetriebe G umfasst ein stationär festgelegtes Hohlrad H, einen Planetenträger C sowie erste Planeten P1, die von dem Planetenträger C getragen werden und um erste Planetenachsen XP1 drehbar sind und dabei radial von innen her in das Hohlrad H eingreifen.
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Das Umlaufrädergetriebe umfasst weiterhin eine erste Sonnenradstufe GS1 mit einem ersten Sonnenrad S1 und ersten Reduktionsplaneten RP1, die radial von außen her in das erste Sonnenrad S1 eingreifen und zu den ersten Planeten P1 gleichachsig angeordnet sind. Zudem umfasst das Umlaufrädergetriebe eine zweite Sonnenradstufe GS2 mit einem zweiten Sonnenrad S2 und zweiten Reduktionsplaneten RP2, die radial von außen her in das zweite Sonnenrad S2 eingreifen und zu den ersten Reduktionsplaneten RP1 axial benachbart und zudem gleichachsig zu diesen angeordnet sind. Die Planeten P1 und die beiden Reduktionsplaneten RP1, RP2 bilden in Verbindung mit einem hier als Planetenzapfen PS ausgebildeten Verbindungsglied eine sog. Tripleplanetenwelle und sind torsionsfest miteinander gekoppelt.
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Durch den Elektromotor E werden unter Zwischenschaltung des Kupplungsmoduls K das erste und das zweite Sonnenrades S1, S2 angetrieben und zwar entsprechend dem Einkopplungszustand der Kupplung K2. Bei offener Kupplung K2 erfolgt die Drehmomentenabgabe über den Freilauf FR auf die erste Getriebeeingangswelle G1 und damit auf die erste Sonnenradstufe GS1. Diese erste Sonnenradstufe GS1 ist derart ausgelegt, dass diese zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und den ersten Reduktionsplaneten RP1 ein höheres Übersetzungsverhältnis realisiert, als es die zweite Sonnenradstufe GS2 zwischen dem zweiten Sonnenrad S2 und den zweiten Reduktionsplaneten RP2 realisiert. D.h. die erste Sonnenradstufe ist für den sog. 1. Gang zuständig, die zweite Sonneradstufe GS2 ist für den 2. Gang zuständig, also für den Gang der für eine hohe Fahrzeuggeschwindigkeit gewählt wird. Zur Aktivierung der zweiten Sonnenradstufe GS2 wird die Kupplung K2 geschlossen. Dann überholt die erste Getriebeeingangswelle G1 die zweite Getriebeeingangswelle G2 und der Freilauf öffnet. Die erste Getriebeeingangswelle G1 rotiert in diesem Zustand im wesentlichen lastfrei.
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Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist das Umlaufrädergetriebe derart aufgebaut, dass die beiden Reduktionsplaneten RP1, RP2 torsionsfest auf einem ersten Planetenzapfen PS angeordnet sind, der mit dem jeweiligen ersten Planeten P1 ebenfalls torsionsfest gekoppelt oder einstückig mit diesem ausgebildet ist.
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Der Planetenträger C trägt weiterhin ein Stirnraddifferential AD. Über dieses Stirnraddifferential AD erfolgt eine Leistungsverzweigung auf eine erste und eine zweite Radantriebswelle WDL, WDR. Das erste Sonnenrad S1 sitzt auf der als Hohlwelle ausgeführten ersten Getriebewelle G1. Durch diese Getriebewelle G1 ist die in dieser Darstellung nach links führende Radantriebswelle WDL hindurch geführt. Sie erstreckt sich damit von dem Stirnraddifferential AD ausgehend durch die Kupplungseinrichtung K und die Antriebseinrichtung E hindurch zu einer dem Achsdifferential AD abgewandten Seite der Antriebseinrichtung E.
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Der Elektromotor E treibt über das Kupplungsmodul K die beiden Sonnenradwellen G1, G2 und damit je nach Schaltzustand des Kupplungsmoduls K, d.h. nach dem Kupplungszustand der Reibungskupplung K2 das erste oder das zweite Sonnenrad S1, S2 an. In dem Planetengetriebe sind insgesamt drei Tripleplanetenwellen PS' vorgesehen, die jeweils das erste Planetenrad P1 und die beiden Reduktionsplaneten RP1, RP2 tragen.
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Auf der in dieser Darstellung stellvertretend für die beiden weiteren Tripleplanetenwellen gezeigten Tripleplanetenwelle PS' sind die drei Planetenräder P1, RP1, RP2 angeordnet. Das erste Planetenrad P1, das in das Hohlrad H eingreift und das erste Reduktionsplanetenrad RP1 und das zweite Reduktionsplanetenrad (für den 2.Gang) sind permanent drehfest miteinander verbunden.
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Das in dieser Darstellung links liegende Reduktionsplanetenrad RP2 bildet das Planetenrad für den zweiten Gang, das mittlere Reduktionsplanetenrad ist das Reduktionsplanetenrad RP1 für den ersten Gang und das in dieser Darstellung rechte Zahnrad P1 kämmt mit dem Hohlrad H und ist somit sowohl im ersten als auch im zweiten Gang unter Last. Die Tripleplanetenwelle PS' ist auf einem Planetenbolzen PB gelagert. Dieser Planetenbolzen PB ist mit dem Planetenträger C fest verbunden. Der Planetenträger C trägt insbesondere auch das in dieser Darstellung linke Ende des Planetenbolzens PB. Der Abtrieb erfolgt über den Planetenträger C auf das Achsdifferenzial AD wobei der Planetenträger C auch den Planetenträger dieses Achsdifferentialgetriebeteils bildet. Anschließend erfolgt im Achsdifferential AD eine Leistungsverzweigung auf die Radantriebswellen WDL, WDR die in die hier erkennbare Innensteckverzahnung der Sonnenräder SL, SR des Achsdifferentialgetriebes AD einsteckbar sind.
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Entsprechend dem Schaltzustand des Kupplungsmoduls wird das erste oder das zweite Sonnerad S1, S2 angetrieben. Das erste Sonnenrad S1 ist für den ersten Gang zuständig und kämmt mit dem ersten Reduktionsplaneten RP1, das zweite Sonnerad S2, das für den zweiten Gang zuständig ist, kämmt mit dem zweiten Reduktionsplaneten RP2 (Mit dem in dieser Darstellung linken Zahnrad RP2)
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Wenn die Kupplung K2 in einen Koppelungszustand verbracht ist, ist der zweite Gang eingelegt und es wird der linke Reduktionsplanet RP2 auf der Tripleplanetenwelle PS' für den zweiten Gang angetrieben. Nunmehr sorgt der Freilauf FR innerhalb des Kupplungsmoduls dafür, dass das erste Sonnenrad S1 lastfrei jedoch mit erhöhter Drehzahl mitlaufen kann.
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Die Tripleplanetenwelle PS' ist hier als Hohlzapfen ausgebildet und auf dem Planetenbolzen PB über Nadellager drehbar gelagert. Der Planetenträger C trägt drei Planetenbolzen PB und lagert über diese jeweils drei Planetensätze, so dass diese um die jeweils erste Planetenachsen XP1 drehbar sind. Die Planetenachsen XP1 sind in gleicher Umfangsteilung um eine Planetenträgerumlaufachse X herum angeordnet und hierbei von der Umlaufachse X radial beabstandet und zu dieser parallel ausgerichtet.
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Die in dem Kupplungsmodul K angeordnete Freilaufeinrichtung FR kann auch so ausgebildet sein, dass deren Kopplungszustand auf reib und/oder formschlüssigem Wege herbeigeführt wird. Die Freilaufeinrichtung FR ist derart ausgebildet, dass diese schaltbar überbrückbar ist. Hierzu ist in das Kupplungsmodul ein Klemmmechanismus FRB eingebunden.
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Das Achsdifferentialgetriebe AD ist als Stirnraddifferentialgetriebe ausgeführt. Die beiden Sonnenräder SL, SR sind über Koppelplaneten miteinander gegensinnig drehbar gekoppelt. Die Koppelplaneten sind am Planetenträger C gelagert und laufen mit diesem, um die Getriebeachse um. Das Stirnraddifferential AD ist derart ausgebildet, dass die Sonnenräder SL, SR gleiche Zähnezahlen, jedoch unterschiedliche Kopf- und Fußkreisdurchmesser aufweisen. Der Kopfkreis eines der Sonnenräder SL, insbesondere des näher an dem ersten Sonnenrad S1 liegenden Sonnenrades SL ist kleiner als der Fußkreis des anderen, d.h. des in dieser Darstellung rechten Sonnenrades SR. Der mit dem rechten Sonnenrad in Eingriff stehende Koppelplanet erstreckt sich in die Verzahnungsebene jenes Koppelplaneten, der in das kleinere Sonnenrad SL eingreift. In dieser Verzahnungsebene des kleineren Sonnenrades SL stehen auch die Koppelplaneten miteinander in Eingriff.
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Bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung erfolgt die Übertragung der Leistung im ersten Gang über den Freilauf FR und im zweiten Gang über die Kupplung K2. Solange das Kupplungspaket für den zweiten Gang nicht geschlossen ist, koppelt der Freilauf die Antriebsanordnung an die Welle G1 den ersten Gang an. Wenn der zweite Gang über das Kupplungspaket K2 geschlossen wird, überholt die das Sonnenrad S1 für den ersten Gang treibende Welle G1 auf Grund der Rückkopplung in der Tripleplanetenwelle PS'die Antriebswelle der Kupplung K und es besteht keine Verbindung mehr zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle für den ersten Gang. Der Freilauf FR ist deutlich drehzahlfester als die Lamellenpakete in einer Doppelkupplung, somit spielt die Rückkopplung über die Tripleplanetenwelle keine Rolle mehr. Der Freilauf kann ähnlich wie bei einer Betätigung eines Lamellenpakets blockiert werden und sorgt somit auch für die Möglichkeit im ersten Gang rekuperieren zu können.
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Der Elektromotor E treibt über das Kupplungsmodul K die Tripleplanetenwellen PS' an. Im Planetengetriebe G sind insgesamt drei Tripleplanetenwellen PS'vorhanden. Auf der Tripleplanetenwelle PS' sind drei Zahnräder P1,RP1,RP2 drehfest miteinander verbunden. Von links aus ist das erste Zahnrad RP2 für den zweiten Gang, das mittlere Zahnrad RP1 für den ersten Gang und das dritte Zahnrad P1 kämmt mit einem Hohlrad H und ist somit sowohl im ersten als auch im zweiten Gang unter Last.
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Diese Tripleplanetenwelle PS' ist auf dem Planetenträger C drehbar gelagert. Der Abtrieb erfolgt über den Planetenträger C auf das Differenzial AD und anschließend auf die beiden Abtriebswellen WDL, WDR. Der Freilauf FR treibt die Sonne S1 für den ersten Gang an. Diese Sonne S1 für den ersten Gang kämmt mit dem mittleren Zahnrad RP1 auf der Tripleplanetenwelle PS' für den ersten Gang. Die Kupplung K2 treibt eine zweite Sonne S2 für den zweiten Gang an. Diese Sonne S2 für den zweiten Gang kämmt mit dem linken Zahnrad RP2 auf der Tripleplanetenwelle PS'für den zweiten Gang. Da die Zahnräder P1 ,RP1 , RP2 auf der Tripleplanetenwelle PS'drehfest miteinander verbunden sind, herrscht ein festgelegtes Drehzahlverhältnis zwischen der Sonne S1 im ersten und der Sonne S2 im zweiten Gang. Dieses Drehzahlverhältnis sorgt dafür, dass wenn der zweite Gang eingekuppelt ist, der Freilauf FR aufmacht, da der Abtrieb für den ersten Gang den Antrieb der Kupplung überholt. Im ersten Gang kann der Freilauf blockiert werden um im ersten Gang rekuperieren zu können. Diese Blockierung wird ähnlich wie bei einer Betätigung eines Lamellenpakets aktuiert.
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Das Kupplungsmodul K ist in einen topfartigen Gehäuseabschnitt des Elektromotors eingesetzt und bildet mit diesem eine Unterbaugruppe. An diese Unterbaugruppe ist das Umlaufrädergetriebe G angesetzt, das ein eigenes Topfgehäuse umfasst. Das Umlaufrädergetriebe G wird hierbei axial an die genannte Unterbaugruppe angesteckt. Hierbei treten die Verzahnungen der beiden Getriebeeingangswellen mit den Innenverzahnungen der Ausgänge des Kupplungsmoduls in Eingriff. Der Gehäuseabschnitt des Elektromotors und der Gehäuseabschnitt des Umlaufrädergetriebes werden zu einer Gehäuseeinheit fixiert. Die so geschaffene Antriebsanordnung kann als Achsantriebseinheit in einem Kraftfahrzeug zwischen den Rädern einer Fahrzeugachse montiert werden. Die Umlaufachse des Rotors ER ist dabei im wesentlichen parallel zur Fahrbahn und quer zur Längsrichtung des Fahrzeuges ausgerichtet.
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Der Freilauf kann durch eine Freilaufmechanik gebildet werden, die in den Bauraum der ansonsten bei einer Doppelkupplung vorgesehenen Kupplungspackung eingesetzt wird. Die Freilaufmechanik kann dabei eine Außenverzahnung aufweisen, die komplementär zu einer auf die Umfangsanstützung von Bremslamellen ausgelegten Verzahnung ausgebildet ist. Die vorzugsweise zur selektiven Überbrückung der Freilaufmechanik vorgesehene Klemmmechanik kann an die mit der Drehzahl der Kupplungseinganswelle laufenden Strukturen angebunden sein, so dass die Drehzahlbelastung im Freilaufzustand sich auf die Belastung der Freilaufeinrichtung und die Belastung des ersten Sonnenrades S1 sowie der Getriebewelle G1 beschränkt. Die Klemmmechanik FRB wird nur in Betriebszuständen betätigt, in welchen die Herbeiführung des Koppelungszustands mit moderaten Bauteilsbelastungen herbeiführbar ist. Die Bauteilsbelastung der Kupplung K2 und des Freilaufs FR kann dabei auch durch Ansteuerung des Elektromotors E zur kurzzeitigen Drehzahlangleichung und temporären Momentenreduktion, reduziert werden.
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Die Kupplung K2 wird vorzugsweise über eine Betätigungsmechanik AK betätigt. Diese umfasst hier einen Druckteller der über eine Ringkolbenmechanik axial belastet wird. Auch die Klemmmechanik FRB umfasst einen Druckteller, der über eine Ringkolbenmechanik betätigt wird. Die beiden Ringkolbenmechaniken sind in einem Nabenbuchsenbereich des Kupplungsmoduls untergebracht, das mit der Rotorwelle EW umläuft. In dem Kupplungsmodul sind auch Rückstellmechanismen vorgesehen, die sowohl die Kupplung K2, als auch den Überbrückungsmechanismus der Freilaufeinrichtung FR in eine Entkopplungsstellung vorspannen. Der Kopplungszustand der Kupplung K2 und der den Freilauf FR ggf. überbrückenden Klemmmechanik wird dann bei aktiver Druckbeaufschlagung der jeweiligen Ringkolbenmechanik entgehen den Kräften der Rückstellmechanismen herbeigeführt. Durch die Freilaufmechanik FR ergibt sich hierbei eine hohe Systemsicherheit in Verbindung mit einer Notlauffunktion, da bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem die Funktion des ersten Gangs auch dann gegeben ist, wenn im Falle einer Störung die Ringkobenmechaniken nicht aktiv werden können.
