DE102018101553A1

DE102018101553A1 - Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Maschine

Info

Publication number: DE102018101553A1
Application number: DE102018101553.4A
Authority: DE
Inventors: Franz Kurth
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-01-24
Filing date: 2018-01-24
Publication date: 2019-07-25

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 ein Planetengetriebe (4) und eine Doppelkupplungsvorrichtung (5) mit einer ersten und zweiten lastschaltbaren Kupplung (5a, 5b) aufweist, wobei das Planetengetriebe (4) einen Planetensatz mit mehreren Planetenrädern (6) aufweist, wobei die Planetenräder (6) des Planetensatzes drehbar an einem Planetenträger (7) angeordnet sind und mit einem Sonnenrad (8) sowie mit einem Hohlrad (9) im Zahneingriff stehen, und wobei der Planetenträger (7) drehfest mit einer Abtriebswelle (10) verbunden ist, wobei die Abtriebswelle (10) mit einer Abtriebsachse (11) wirkverbunden ist, wobei die Abtriebswelle (10) koaxial zur Antriebswelle (2) angeordnet ist, und wobei die Abtriebsachse (11) achsparallel und beabstandet zur Antriebswelle (2) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Maschine, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug.
Aus der DE 10 2011 088 668 A1 geht eine Antriebsvorrichtung mit wenigstens einer elektrischen Antriebsmaschine, mit wenigstens einem ersten Planetentrieb mit einer Schaltkupplung und mit einem Differenzial hervor. Eine Rotorwelle der Antriebsmaschine ist mit einer ersten Anschlusswelle des aus wenigstens drei Anschlusswellen gebildeten Planetentriebs drehfest gekoppelt. Eine zweite Anschlusswelle des ersten Planetentriebs ist mittels einer Schaltmuffe der Schaltkupplung gegen ein Bauteil der Antriebsvorrichtung rotationsfest festlegbar. Eine dritte Anschlusswelle des ersten Planetentriebs ist mit einer Summenwelle des Differenzials wirkverbunden. Die Schaltmuffe ist in formschlüssigen Eingriff entweder mit der zweiten Anschlusswelle des ersten Planetentriebs oder in eine drehmomentenübertragende Wirkverbindung mit der Summenwelle des Differenzials verschiebbar.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Maschine weiterzuentwickeln. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine elektrische Maschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung mindestens ein Planetengetriebe und eine Doppelkupplungsvorrichtung mit einer ersten und zweiten lastschaltbaren Kupplung aufweist, wobei das Planetengetriebe einen Planetensatz mit mehreren Planetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des Planetensatzes drehbar an einem Planetenträger angeordnet sind und mit einem Sonnenrad sowie mit einem Hohlrad im Zahneingriff stehen, und wobei der Planetenträger drehfest mit einer Abtriebswelle verbunden ist, wobei die Abtriebswelle mit einer Abtriebsachse wirkverbunden ist, wobei die Abtriebswelle koaxial zur Antriebswelle angeordnet ist, und wobei die Abtriebsachse achsparallel und beabstandet zur Antriebswelle angeordnet ist.
Mit anderen Worten sind die Antriebswelle und die Abtriebswelle auf einer ersten Achse angeordnet, wobei die Abtriebsachse auf einer zweiten Achse angeordnet ist, und wobei die erste und zweite Achse einen Abstand zueinander aufweisen.
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 Zahnräder sind zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad vorgesehen. Unter einem Zahnrad sind beispielsweise ein Festrad, ein Sonnenrad, ein Hohlrad sowie ein Planetenrad eines Planetensatzes zu verstehen.
Unter einer Doppelkupplungsvorrichtung ist eine Vorrichtung mit zwei lastschaltbaren Kupplungen zu verstehen. Ferner ist unter dem Begriff „lastschaltbare Kupplung“ eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist und unter Last zwischen den mindestens zwei Zuständen schaltbar ist. Im geöffneten Zustand überträgt die jeweilige Kupplung kein Drehmoment. Somit überträgt die jeweilige Kupplung nur in einem zumindest teilweise geschlossenen Zustand ein Drehmoment zwischen zwei mit dieser jeweiligen Kupplung wirkverbundenen Wellen, wobei die beiden Wellen im geschlossenen Zustand dieser jeweiligen Kupplung drehfest miteinander verbunden werden.
Die jeweilige Kupplung ist als Reibkupplung ausgebildet. Bevorzugt sind die beiden Kupplungen koaxial zueinander angeordnet. Insbesondere kann die jeweilige Kupplung von einem jeweiligen Aktuator betätigt werden, um ein Öffnen oder Schließen der jeweiligen Kupplung einzuleiten. Der Aktuator kann hydraulisch, elektromechanisch, elektromagnetisch oder beispielsweise auch pneumatisch betätigbar ausgebildet sein.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein Öffnen beider Kupplungen eine Leistungsabschaltung realisiert. Ein Schließen der ersten Kupplung und ein Öffnen der zweiten Kupplung realisiert eine erste Getriebeübersetzung, wobei ein Schließen der zweiten Kupplung und ein Öffnen der ersten Kupplung eine zweite Getriebeübersetzung realisiert. Vorzugsweise ist die erste Getriebeübersetzung ungleich der zweiten Getriebeübersetzung. Beispielsweise ist die erste Getriebeübersetzung größer als die zweite Getriebeübersetzung. Alternativ ist die erste Getriebeübersetzung kleiner als die zweite Getriebeübersetzung.
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. Insbesondere ist die elektrische Maschine achsparallel zur Abtriebsachse angeordnet.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Abtriebswelle ein erstes Festrad aufweist, wobei das erste Festrad mit einem zweiten Festrad, das an der Abtriebsachse angeordnet ist, im Zahneingriff steht. Bevorzugt weist das zweite Festrad einen größeren Durchmesser als das erste Festrad auf. Insbesondere weist das zweite Festrad einen zumindest doppelt so großen Durchmesser als das erste Festrad auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebswelle drehfest mit dem Sonnenrad verbunden. Vorzugsweise sind die Antriebswelle und das Sonnenrad über die erste Kupplung mit dem Hohlrad verbindbar. Dadurch wird der Planetenradsatz geblockt. Ferner ist das Hohlrad über die zweite Kupplung mit dem Gehäuse verbindbar. Mithin ist das Hohlrad stationär am Gehäuse festlegbar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebswelle über die erste Kupplung mit dem Sonnenrad verbindbar. Im Leistungsfluss zwischen der Antriebswelle und dem Sonnenrad ist vorzugsweise eine Sonnenradwelle angeordnet. Mithin erfolgt die Leistungseinspeisung in das Planetengetriebe über das Sonnenrad. Vorzugsweise ist die Antriebswelle über die zweite Kupplung mit der Abtriebswelle und dem Planetenträger verbindbar. Somit wird der Getriebeeingang über die Abtriebswelle mit der Abtriebsachse gekoppelt. Über die Abtriebsachse wird das Kraftfahrzeug angetrieben. Insbesondere kann in oder an der Abtriebsachse ein Differential vorgesehen sein.
Bevorzugt ist die Abtriebswelle als Hohlwelle ausgebildet, wobei zumindest eine Eingangswelle des Planetengetriebes durch die Abtriebswelle geführt ist. Beispielsweise ist eine Sonnenradwelle oder die Antriebswelle axial durch die Abtriebswelle geführt.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung drei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der drei Figuren näher dargestellt. Dabei zeigt

1 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
3 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

Gemäß den 1, 2 und 3 weist eine jeweilige erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug eine elektrische Maschine 1 und eine Getriebevorrichtung 3 auf. Die elektrische Maschine 1 ist als Antriebsmaschine vorgesehen und weist einen Stator 13 sowie einen Rotor 14 auf. Eine Antriebsleistung der elektrischen Maschine 1 wird über eine Antriebswelle 2, die zwischen der elektrischen Maschine 1 und der Getriebevorrichtung 3 angeordnet und als Rotorwelle ausgebildet ist, in die Getriebevorrichtung 3 eingeleitet. Mithin wird über die Antriebswelle 2 eine Drehzahl und ein Drehmoment zum Antrieb des Kraftfahrzeugs in die Getriebevorrichtung 3 eingespeist.
Die Getriebevorrichtung 3 umfasst ein Planetengetriebe 4 und eine Doppelkupplungsvorrichtung 5 mit einer ersten und zweiten lastschaltbaren Kupplung 5a, 5b. Das Planetengetriebe 4 weist einen Planetensatz mit mehreren Planetenrädern 6 auf, wobei die Planetenräder 6 des Planetensatzes drehbar an einem Planetenträger 7 angeordnet sind und mit einem Sonnenrad 8 sowie mit einem Hohlrad 9 im Zahneingriff stehen. Der Planetenträger 7 ist drehfest mit einer Abtriebswelle 10 verbunden, wobei die Abtriebswelle 10 mit einer Abtriebsachse 11 wirkverbunden ist. Ferner ist die Abtriebswelle 10 koaxial zur Antriebswelle 2 angeordnet, wobei die Abtriebsachse 11 achsparallel und beabstandet zur Antriebswelle 2 angeordnet ist. Die Abtriebswelle 2 weist ein erstes Festrad 12a auf, wobei das erste Festrad 12a mit einem zweiten Festrad 12b, das an der Abtriebsachse 11 angeordnet ist, im Zahneingriff steht.
Nach 1 ist die Antriebswelle 2 drehfest mit dem Sonnenrad 8 verbunden. Die Antriebswelle 2 und das Sonnenrad 8 sind über die erste Kupplung 5a mit dem Hohlrad 9 verbindbar. Das Hohlrad 9 ist über die zweite Kupplung 5b mit dem Gehäuse 15 verbindbar und somit stationär am Gehäuse 15 festlegbar. Die Abtriebswelle 10 ist als Hohlwelle ausgebildet, wobei die Antriebswelle 2 beziehungsweise die Sonnenradwelle durch die Abtriebswelle 10 geführt ist.
Gemäß 2 ist die Antriebswelle 2 über die erste Kupplung 5a mit dem Sonnenrad 8 verbindbar. Ferner ist die Antriebswelle 2 über die zweite Kupplung 5b mit der Abtriebswelle 10 und dem Planetenträger 7 verbindbar. Das erstes Festrad 12a ist an der Abtriebswelle 10 axial zwischen der Doppelkupplungsvorrichtung 5 und dem Planetensatz angeordnet. Die Doppelkupplungsvorrichtung 5 befindet sich somit unmittelbar am Getriebeeingang. Die Abtriebswelle 10 ist als Hohlwelle ausgebildet, wobei die Sonnenradwelle durch die Abtriebswelle 10 geführt ist.
Nach 3 ist die Antriebswelle 2 über die erste Kupplung 5a mit dem Sonnenrad 8 verbindbar. Ferner ist die Antriebswelle 2 über die zweite Kupplung 5b mit dem Planetenträger 7 und der Abtriebswelle 10 verbindbar. Der Planetensatz ist axial zwischen der Doppelkupplungsvorrichtung 5 und dem ersten Festrad 12a angeordnet. Die Doppelkupplungsvorrichtung 5 befindet sich somit unmittelbar am Getriebeeingang, wobei axial zwischen dem Getriebeeingang und dem Getriebeausgang der Planetensatz angeordnet ist.
Bezugszeichenliste

1: elektrische Maschine
2: Antriebswelle
3: Getriebevorrichtung
4: Planetengetriebe
5: Doppelkupplungsvorrichtung
5a, 5b: Kupplung
6: Planetenrad
7: Planetenträger
8: Sonnenrad
9: Hohlrad
10: Abtriebswelle
11: Abtriebsachse
12a, 12b: Festrad
13: Stator
14: Rotor
15: Gehäuse

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

DE 102011088668 A1 [0002]

Claims

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 ein Planetengetriebe (4) und eine Doppelkupplungsvorrichtung (5) mit einer ersten und zweiten lastschaltbaren Kupplung (5a, 5b) aufweist, wobei das Planetengetriebe (4) einen Planetensatz mit mehreren Planetenrädern (6) aufweist, wobei die Planetenräder (6) des Planetensatzes drehbar an einem Planetenträger (7) angeordnet sind und mit einem Sonnenrad (8) sowie mit einem Hohlrad (9) im Zahneingriff stehen, und wobei der Planetenträger (7) drehfest mit einer Abtriebswelle (10) verbunden ist, wobei die Abtriebswelle (10) mit einer Abtriebsachse (11) wirkverbunden ist, wobei die Abtriebswelle (10) koaxial zur Antriebswelle (2) angeordnet ist, und wobei die Abtriebsachse (11) achsparallel und beabstandet zur Antriebswelle (2) angeordnet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (2) ein erstes Festrad (12a) aufweist, wobei das erste Festrad (12a) mit einem zweiten Festrad (12b), das an der Abtriebsachse (11) angeordnet ist, im Zahneingriff steht.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) drehfest mit dem Sonnenrad (8) verbunden ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) und das Sonnenrad (8) über die erste Kupplung (5a) mit dem Hohlrad (9) verbindbar sind.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (9) über die zweite Kupplung (5b) mit dem Gehäuse (15) verbindbar ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) über die erste Kupplung (5a) mit dem Sonnenrad (8) verbindbar ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) über die zweite Kupplung (5b) mit der Abtriebswelle (10) und dem Planetenträger (7) verbindbar ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erstes Festrad (12a) an der Abtriebswelle (10) axial zwischen der Doppelkupplungsvorrichtung (5) und dem Planetensatz angeordnet ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetensatz axial zwischen der Doppelkupplungsvorrichtung (5) und dem ersten Festrad (12a) angeordnet ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (10) als Hohlwelle ausgebildet ist, wobei zumindest eine Eingangswelle des Planetengetriebes (4) durch die Abtriebswelle (10) geführt ist.