DE102018101408B3 - Drive device with an electric machine and a Hohlradtopf - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine (1), die über eine Antriebswelle (2) mit einer Getriebevorrichtung (3) wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung (3) mindestens einen Stufenplanetensatz (4) und eine Differentialstufe (5) aufweist, wobei der Stufenplanetensatz (4) mehrere Stufenplanetenräder (6) aufweist, wobei jedes Stufenplanetenrad (6) ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad (7a, 7b) aufweist, wobei die Stufenplanetenräder (6) drehbar an einem ersten Planetenträger (8a) angeordnet sind, wobei das erste Zahnrad (7a) mit einem Sonnenrad (9) im Zahneingriff steht, wobei ferner das zweite Zahnrad (7b) zumindest mit einem Hohlrad (10) im Zahneingriff steht, und wobei das Hohlrad (10) eine Außenverzahnung (15) aufweist, die mit einer Innenverzahnung (16) eines stationär an einem Gehäuse (11) festgelegten Hohlradtopfs (14) im Zahneingriff steht.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, comprising an electric machine (1) which is operatively connected to a transmission device (3) via a drive shaft (2), wherein the transmission device (3) has at least one stepped planetary set (4) and one differential stage (5 ), wherein the stepped planetary gear set (4) comprises a plurality of stepped planetary gears (6), wherein each stepped planetary gear (6) comprises first and second non-rotatably interconnected gearwheels (7a, 7b), the stepped planetary gears (6) being rotatable on a first planetary carrier ( 8a) are arranged, wherein the first gear (7a) is in meshing engagement with a sun gear (9), further wherein the second gear (7b) is meshed with at least one ring gear (10), and wherein the ring gear (10) has an external toothing (15) which is in meshing engagement with an internal toothing (16) of a hollow wheel pot (14) fixed stationarily on a housing (11).
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Maschine, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug.The invention relates to a drive device with an electric machine, in particular for an electrically driven motor vehicle.
Beispielsweise geht aus der
Die
Die
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Maschine weiterzuentwickeln, insbesondere die akustischen Eigenschaften bei einem Zahneingriff an einem Hohlrad zu verbessern. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object of the present invention is to develop a drive device with an electric machine, in particular to improve the acoustic properties in a tooth engagement on a ring gear. The object is solved by the subject matter of
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine elektrische Maschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung mindestens einen Stufenplanetensatz und eine Differentialstufe aufweist, wobei der Stufenplanetensatz mehrere Stufenplanetenräder aufweist, wobei jedes Stufenplanetenrad ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad aufweist, wobei die Stufenplanetenräder drehbar an einem ersten Planetenträger angeordnet sind, wobei das erste Zahnrad mit einem Sonnenrad im Zahneingriff steht, wobei ferner das zweite Zahnrad zumindest mit einem Hohlrad im Zahneingriff steht, und wobei das Hohlrad eine Außenverzahnung aufweist, die mit einer Innenverzahnung eines stationär an einem Gehäuse festgelegten Hohlradtopfs im Zahneingriff steht.The drive device for a motor vehicle according to the invention comprises an electric machine which is operatively connected to a transmission device via a drive shaft, the transmission device having at least one step planetary set and one differential step, the step planetary set having a plurality of step planetary gears, each step planetary gear having first and second rotatably connected ones Gear, wherein the stepped planetary gears are rotatably mounted on a first planet carrier, wherein the first gear is in mesh with a sun gear, further wherein the second gear is at least a ring gear in meshing engagement, and wherein the ring gear has an external toothing, which has an internal toothing a stationary fixed to a housing Hohlradtopfs is in meshing engagement.
Mit anderen Worten ist das Hohlrad sowohl mit dem zweiten Zahnrad als auch mit der Innenverzahnung am Hohlradtopf im Zahneingriff. Somit kämmt das Hohlrad radial zwischen dem zweiten Zahnrad und dem Hohlradtopf.In other words, the ring gear is meshed with both the second gear and the internal gear on Hohlradtopf. Thus, the ring gear meshes radially between the second gear and the Hohlradtopf.
Unter einem Hohlradtopf ist ein Getriebeelement zu verstehen, das zumindest teilweise topfförmig beziehungsweise zylinderförmig ausgebildet ist und an einer Innenumfangsfläche mindestens eine Innenverzahnung aufweist, die dazu vorgesehen ist, mit mindestens einer Verzahnung eines weiteren Getriebeelements im Zahneingriff zu stehen. Der Hohlradtopf ist vorzugsweise konisch ausgebildet. Insbesondere ist der Hohlradtopf über dazu vorgesehene Befestigungsmittel mit dem Gehäuse der Getriebevorrichtung verbunden. Die Kopplung zwischen dem Hohlrad und dem Gehäuse mittels des Hohlradtopfs dient insbesondere zur Schwingungsentkopplung und damit einhergehend zur akustischen Optimierung der Zahneingriffe am Hohlrad.Under a Hohlradtopf a transmission element is to be understood, which is at least partially cup-shaped or cylindrical and has on an inner peripheral surface at least one internal toothing, which is intended to be in mesh with at least one toothing of another transmission element. The Hohlradtopf is preferably conical. In particular, the Hohlradtopf is connected via fastening means provided for this purpose with the housing of the transmission device. The coupling between the ring gear and the housing by means of the Hohlradtopfs is used in particular for vibration decoupling and concomitantly to the acoustic optimization of the meshing on the ring gear.
Unter dem Begriff „wirkverbunden“ ist zu verstehen, dass zwei Getriebeelemente direkt miteinander verbunden sein können, oder dass sich zwischen zwei Getriebeelemente noch weitere Getriebeelemente befinden, beispielsweise ein oder mehrere Wellen oder Zahnräder. Zwei miteinander im Zahneingriff stehende oder kämmende Zahnräder sind zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad vorgesehen. Unter einem Zahnrad sind beispielsweise ein Stufenplanetenrad eines Stufenplanetensatzes, ein Sonnenrad, ein Hohlrad sowie ein Planetenrad eines Stirnradsatzes zu verstehen.The term "operatively connected" is to be understood that two transmission elements may be directly connected to each other, or that there are other transmission elements between two transmission elements, for example, one or more shafts or gears. Two meshing or meshing gears are provided for transmitting torque and rotational speed from one gear to the other gear. Under a gear are, for example, a Stufenplanetenrad a stepped planetary gear set, a sun gear, a ring gear and a planetary gear of a spur gear to understand.
Erfindungsgemäß ist die Differentialstufe als Stirnraddifferential ausgebildet und weist einen ersten und zweiten Stirnradsatz mit jeweiligen Planetenrädern auf, wobei die Differentialstufe dazu vorgesehen ist, eine Antriebsleistung der elektrischen Maschine auf eine erste und zweite Abtriebswelle zu verteilen. Erfindungsgemäß stehen die Planetenräder des ersten Stirnradsatzes mit einer Verzahnung an der ersten Abtriebswelle im Zahneingriff, wobei die Planetenräder des zweiten Stirnradsatzes mit einer Verzahnung an der zweiten Abtriebswelle im Zahneingriff stehen, und wobei die Planetenräder beider Stirnradsätze drehbar an einem zweiten Planetenträger angeordnet sind und paarweise miteinander im Zahneingriff stehen.According to the invention, the differential stage is designed as a spur gear differential and has a first and second spur gear set with respective planetary gears, wherein the differential stage is provided to distribute a drive power of the electric machine to a first and second output shaft. According to the invention, the planet wheels of the first spur gear set are meshed with a toothing on the first output shaft, wherein the planet gears of the second spur gear set with a toothing on the second output shaft in Are meshing, and wherein the planet gears of both Stirnradsätze are rotatably mounted on a second planet carrier and are in pairs with each other in tooth engagement.
Erfindungsgemäß steht das zweite Zahnrad auch mit einem jeweiligen Planetenrad des ersten Stirnradsatzes im Zahneingriff. Somit kämmen die Planetenräder des ersten Stirnradsatzes mit der Verzahnung an der ersten Abtriebswelle sowie mit dem zweiten Zahnrad des Stufenplanetenrades. Mithin erfolgt die Kopplung des Stufenplanetensatzes mit der Differentialstufe über die Verbindung zwischen dem zweiten Zahnrad des Stufenplanetenrades und den Planetenrädern des ersten Stirnradsatzes.According to the invention, the second gear is also meshed with a respective planetary gear of the first spur gear set. Thus, the planet gears of the first spur gear mesh with the teeth on the first output shaft and the second gear of the stepped planetary gear. Consequently, the coupling of the stepped planetary gear set with the differential stage takes place via the connection between the second gearwheel of the stepped planetary gearwheel and the planetary gears of the first gearwheel gearset.
Ferner bevorzugt weist die elektrische Maschine einen Stator und einen Rotor auf, wobei der Rotor drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist. Mithin ist die Antriebswelle als Rotorwelle ausgebildet.Further preferably, the electric machine has a stator and a rotor, wherein the rotor is non-rotatably connected to the drive shaft. Thus, the drive shaft is designed as a rotor shaft.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Maschine koaxial zur Differentialstufe angeordnet. Insbesondere ist die elektrische Maschine koaxial zu den beiden Abtriebswellen der Getriebevorrichtung angeordnet. Bevorzugt ist die Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet, wobei die erste Abtriebswelle axial durch die Antriebswelle geführt ist. Alternativ kann auch die zweite Abtriebswelle axial durch die als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle geführt sein. Vorzugsweise sind die beiden Abtriebswellen auf einer gemeinsamen Antriebsachse angeordnet.According to a preferred embodiment, the electric machine is arranged coaxially with the differential stage. In particular, the electric machine is arranged coaxially with the two output shafts of the transmission device. Preferably, the drive shaft is designed as a hollow shaft, wherein the first output shaft is guided axially through the drive shaft. Alternatively, the second output shaft can also be guided axially through the drive shaft designed as a hollow shaft. Preferably, the two output shafts are arranged on a common drive axle.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Antriebswelle drehfest mit dem Sonnenrad verbunden ist. Dadurch wird die elektrische Maschine mit der Stirnradstufe und somit mit der Getriebevorrichtung gekoppelt.The invention includes the technical teaching that the drive shaft is rotatably connected to the sun gear. As a result, the electric machine is coupled to the spur gear stage and thus to the transmission device.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur näher dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the single figure. The single figure shows a simplified schematic representation to illustrate the structure of a drive device according to the invention.
Gemäß der einzigen Figur weist die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug eine elektrische Maschine
Die Differentialstufe
Die Differentialstufe
Der Stufenplanetensatz
Das Hohlrad
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- elektrische Maschineelectric machine
- 22
- Antriebswelledrive shaft
- 33
- Getriebevorrichtungtransmission device
- 44
- StufenplanetensatzStepped planet set
- 55
- Differentialstufedifferential stage
- 5a, 5b5a, 5b
- Planetenradplanet
- 66
- StufenplanetenradStufenplanetenrad
- 7a, 7b7a, 7b
- Zahnradgear
- 8a, 8b8a, 8b
- Planetenträgerplanet carrier
- 99
- Sonnenradsun
- 1010
- Hohlradring gear
- 1111
- Gehäusecasing
- 12a, 12b12a, 12b
- Abtriebswelleoutput shaft
- 13a, 13b13a, 13b
- Verzahnunggearing
- 1414
- HohlradtopfHohlradtopf
- 1515
- Außenverzahnungexternal teeth
- 1616
- Innenverzahnunginternal gearing
- 1717
- Statorstator
- 1818
- Rotorrotor
- 1919
- Befestigungselementfastener
Claims (4)
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