DE102018111801B4 - Drive device with an electric machine - Google Patents

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Abstract

Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine (1), die über eine Antriebswelle (2) mit einer Getriebevorrichtung (3) wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung (3) eine Planetenstufe (4), einen Stufenplanetensatz (5) sowie eine Differentialstufe (6) aufweist, wobei die Planetenstufe (4) einen Planetensatz mit mehreren Planetenrädern (7a) aufweist, wobei die Planetenräder (7a) drehbar an einem ersten Planetenträger (8a) angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad (9a) sowie mit einem ersten Hohlrad (10a) im Zahneingriff stehen, wobei der Stufenplanetensatz (5) mehrere Stufenplanetenräder (7b) aufweist, wobei jedes Stufenplanetenrad (7b) ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad (17a, 17b) aufweist, wobei die Stufenplanetenräder (7b) drehbar an einem zweiten Planetenträger (8b) angeordnet sind, wobei das erste Zahnrad (17a) mit einem zweiten Sonnenrad (9b) und einem zweiten Hohlrad (10b) im Zahneingriff steht, und wobei das zweite Zahnrad (17b) mit einem dritten Hohlrad (10c) im Zahneingriff steht, wobei die Antriebswelle (2) drehfest mit dem ersten Sonnenrad (9a) verbunden ist, wobei der erste Planetenträger (8a) drehfest mit dem zweiten Sonnenrad (9b) verbunden ist, und wobei der zweite Planetenträger (8b) mit der Differentialstufe (6) wirkverbunden ist, wobei ferner zwischen der Planetenstufe (4) und dem Stufenplanetensatz (5) eine Doppelkupplungsvorrichtung (11) mit einer ersten und zweiten lastschaltbaren Kupplung (12a, 12b) angeordnet ist, wobei das erste Hohlrad (10a) über die erste Kupplung (12a) mit einem Gehäuse (16) der Getriebevorrichtung (3) verbindbar ist, und wobei das erste Hohlrad (10a) über die zweite Kupplung (12b) mit dem zweiten Hohlrad (10b) verbindbar ist und das dritte Hohlrad (10c) stationär an dem Gehäuse (16) festgelegt ist.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), the transmission device (3) having a planetary stage (4), a stepped planetary gear train (5) and a differential stage ( 6), wherein the planetary stage (4) has a planetary set with a plurality of planet gears (7a), the planet gears (7a) being rotatably arranged on a first planet carrier (8a) and having a first sun gear (9a) and a first ring gear ( 10a) are in toothed engagement, with the stepped planetary set (5) having a plurality of stepped planetary gears (7b), with each stepped planetary gear (7b) having a first and a second non-rotatably connected gear wheel (17a, 17b), with the stepped planetary gears (7b) being rotatable on a second planet carrier (8b) are arranged, wherein the first gear (17a) with a second sun gear (9b) and a second ring gear (10b) is in meshing engagement, and wherein the second gear (17b) meshes with a third ring gear (10c), the drive shaft (2) being non-rotatably connected to the first sun gear (9a), the first planet carrier (8a) being non-rotatably connected to the second sun gear (9b). is, and wherein the second planetary carrier (8b) is operatively connected to the differential stage (6), wherein further between the planetary stage (4) and the stepped planetary gear set (5) a double clutch device (11) with a first and second power-shiftable clutch (12a, 12b) is arranged, wherein the first ring gear (10a) can be connected to a housing (16) of the transmission device (3) via the first clutch (12a), and wherein the first ring gear (10a) can be connected to the second ring gear via the second clutch (12b). (10b) can be connected and the third ring gear (10c) is fixed in a stationary manner on the housing (16).

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.

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.From the DE 10 2011 088 668 A1 discloses a drive device with at least one electric drive motor, with at least one first planetary drive with a clutch and with a differential. A rotor shaft of the prime mover is coupled in a torque-proof manner to a first connecting shaft of the planetary drive formed from at least three connecting shafts. A second connection shaft of the first planetary drive can be fixed in a rotationally fixed manner against a component of the drive device by means of a shift sleeve of the shift clutch. A third connection shaft of the first planetary drive is operatively connected to a sum shaft of the differential. The shift sleeve can be shifted into positive engagement either with the second connecting shaft of the first planetary drive or into a torque-transmitting operative connection with the sum shaft of the differential.

Die DE 10 2017 129 594 A1 zeigt eine Antriebsanordnung mit einer elektromechanischen Antriebseinrichtung, einem Vorstufengetriebe mit einem Vorstufeneingang, der mit der Antriebseinrichtung gekoppelt ist und einem ersten Vorstufenausgang, einer Kupplungseinrichtung mit einem ersten Kupplungseingang, der mit dem ersten Vorstufenausgang gekoppelt ist, und einem ersten und einem zweiten Kupplungsausgang, einem Reduktionsgetriebe, mit einem ersten Getriebeeingang, der mit dem ersten Kupplungsausgang der Kupplungseinrichtung gekoppelt ist, einem zweiten Getriebeeingang, der mit dem zweiten Kupplungsausgang der Kupplungseinrichtung gekoppelt ist, und einem Planetenträger, und einem Differentialgetriebe, mit Koppelplaneten, zur Verzweigung der an dem Planetenträger des Reduktionsgetriebes anliegenden Antriebsleistung auf eine erste und auf eine zweite Radantriebswelle, wobei das Reduktionsgetriebe eine erste Sonnenradstufe mit einem ersten Sonnenrad umfasst, das über den ersten Getriebeeingang getrieben wird, das Reduktionsgetriebe eine zweite Sonnenradstufe mit einem zweiten Sonnenrad umfasst, das über den zweiten Getriebeeingang getrieben wird, 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, und der Planetenträger des Reduktionsgetriebes das Differentialgetriebe trägt.The DE 10 2017 129 594 A1 shows a drive arrangement with an electromechanical drive device, a pre-stage transmission with a pre-stage input, which is coupled to the drive device and a first pre-stage output, a clutch device with a first clutch input, which is coupled to the first pre-stage output, and a first and a second clutch output, a reduction gear , with a first transmission input, which is coupled to the first clutch output of the clutch device, a second transmission input, which is coupled to the second clutch output of the clutch device, and a planet carrier, and a differential gear, with coupling planets, for branching the adjacent to the planet carrier of the reduction gear Drive power to a first and a second wheel drive shaft, wherein the reduction gear comprises a first sun gear with a first sun gear, which is driven via the first transmission input, the Redu ction transmission includes a second sun gear stage with a second sun gear that is driven via the second transmission input, the first sun gear stage is designed in such a way that it achieves a higher transmission ratio between the first sun gear and the first reduction planet than the second sun gear stage between the second sun gear and realizes the second reduction planet, and the planet carrier of the reduction gear carries the differential gear.

Die DE 10 2018 101 267 A1 zeigt eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung mindestens eine Planetenstufe, mindestens einen Stufenplanetensatz sowie eine Differentialstufe aufweist, wobei die Planetenstufe einen Planetensatz mit mehreren Planetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder drehbar an einem ersten Planetenträger angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad sowie mit einem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehen, 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 zweiten Planetenträger angeordnet sind, wobei das erste Zahnrad mit einem zweiten Sonnenrad und einem zweiten Hohlrad im Zahneingriff steht, und wobei das zweite Zahnrad mit einem dritten Hohlrad im Zahneingriff steht, wobei die Antriebswelle drehfest mit dem ersten Sonnenrad verbunden ist, wobei der erste Planetenträger drehfest mit dem zweiten Sonnenrad verbunden ist, und wobei der zweite Planetenträger mit der Differentialstufe wirkverbunden ist, wobei ferner zwischen der Planetenstufe und dem Stufenplanetensatz eine Doppelkupplungsvorrichtung mit einer ersten und zweiten lastschaltbaren Kupplung angeordnet ist, wobei das erste Hohlrad über die erste Kupplung mit dem zweiten Hohlrad verbindbar ist, und wobei das erste Hohlrad über die zweite Kupplung mit dem zweiten Planetenträger verbindbar ist.The DE 10 2018 101 267 A1 shows a drive device for a motor vehicle, comprising an electric machine which is operatively connected to a transmission device via a drive shaft, the transmission device having at least one planetary stage, at least one stepped planetary gearset and a differential stage, the planetary stage having a planetary gearset with a plurality of planetary gears, the planetary gears are rotatably arranged on a first planetary carrier and are in toothed engagement with a first sun gear and with a first ring gear, the stepped planetary gear set having a plurality of stepped planetary gears, each stepped planetary gear having a first and a second gear wheel non-rotatably connected to one another, the stepped planetary gears being rotatable on a second planetary carrier are arranged, wherein the first gear is in mesh with a second sun gear and a second ring gear, and wherein the second gear is in mesh with a third ring gear, wherein the The drive shaft is connected in a torque-proof manner to the first sun gear, the first planetary carrier being connected in a torque-proof manner to the second sun gear, and the second planetary carrier being operatively connected to the differential stage, a double clutch device with a first and second power-shiftable clutch also being arranged between the planetary stage and the stepped planetary gearset is, wherein the first ring gear can be connected to the second ring gear via the first clutch, and wherein the first ring gear can be connected to the second planet carrier via the second clutch.

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.The object of the present invention consists in further developing a drive device with an electric machine. The object is solved by the subject matter of patent claim 1. Preferred embodiments can be found in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine elektrische Maschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung mindestens eine Planetenstufe, mindestens einen Stufenplanetensatz sowie eine Differentialstufe aufweist, wobei die Planetenstufe einen Planetensatz mit mehreren Planetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder drehbar an einem ersten Planetenträger angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad sowie mit einem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehen, 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 zweiten Planetenträger angeordnet sind, wobei das erste Zahnrad mit einem zweiten Sonnenrad und einem zweiten Hohlrad im Zahneingriff steht, und wobei das zweite Zahnrad mit einem dritten Hohlrad im Zahneingriff steht, wobei die Antriebswelle drehfest mit dem ersten Sonnenrad verbunden ist, wobei der erste Planetenträger drehfest mit dem zweiten Sonnenrad verbunden ist, und wobei der zweite Planetenträger mit der Differentialstufe wirkverbunden ist, wobei ferner zwischen der Planetenstufe und dem Stufenplanetensatz eine Doppelkupplungsvorrichtung mit einer ersten und zweiten lastschaltbaren Kupplung angeordnet ist, wobei das erste Hohlrad über die erste Kupplung mit einem Gehäuse der Getriebevorrichtung verbindbar ist, und wobei das erste Hohlrad über die zweite Kupplung mit dem zweiten Hohlrad verbindbar ist und das dritte Hohlrad stationär an dem Gehäuse festgelegt ist. Mithin ist das dritte Hohlrad drehfest mit dem Gehäuse verbunden.The drive device according to the invention for a motor vehicle comprises an electric machine, which is operatively connected to a transmission device via a drive shaft, the transmission device having at least one planetary stage, at least one stepped planetary gearset and a differential stage, the planetary stage having a planetary gearset with a plurality of planetary gears, the planetary gears being rotatable are arranged on a first planetary carrier and are in toothed engagement with a first sun gear and with a first ring gear, the stepped planetary gearset having a plurality of stepped planetary gears, each stepped planetary gear having a first and a second gear wheel non-rotatably connected to one another, the stepped planetary gears being rotatably arranged on a second planetary carrier are, wherein the first gear meshes with a second sun gear and a second ring gear, and wherein the second gear meshes with a third ring gear, where at the drive shaft is non-rotatably connected to the first sun gear, wherein the first planetary carrier is non-rotatably connected to the second sun gear, and wherein the second planetary carrier is operatively connected to the differential stage, a double clutch device with a first and second power-shiftable clutch also being arranged between the planetary stage and the stepped planetary gear set wherein the first ring gear can be connected to a housing of the transmission device via the first clutch, and wherein the first ring gear can be connected to the second ring gear via the second clutch, and the third ring gear is stationarily fixed to the housing. Consequently, the third ring gear is non-rotatably connected to the housing.

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 Stufenplanetenrad eines Stufenplanetensatzes, ein Sonnenrad, ein Hohlrad sowie ein Planetenrad eines Planetensatzes zu verstehen.The term “operatively connected” is to be understood as meaning that two transmission elements can be directly connected to one another, or that there are further transmission elements between two transmission elements, for example one or more shafts or gears. Two mutually meshing gears are provided for the transmission of a torque and a speed from one gear to the other gear. A gear is to be understood, for example, as a stepped planetary gear of a stepped planetary gear set, a sun gear, a ring gear and a planetary gear of a planetary gear set.

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. Mithin sind im geschlossenen Zustand der ersten Kupplung das erste Hohlrad und das Gehäuse drehfest miteinander verbunden, wobei im geschlossenen Zustand der zweiten Kupplung das erste Hohlrad und das zweite Hohlrad drehfest miteinander verbunden sind. Der zweite Planetenträger ist mit der Differentialstufe wirkverbunden. Insbesondere ist der zweite Planetenträger mit einer Abtriebswelle der zweiten Planetenstufe einteilig verbunden, wobei die Abtriebswelle der zweiten Planetenstufe mit der Differentialstufe wirkverbunden ist. Beispielsweise ist die Abtriebswelle der zweiten Planetenstufe drehfest mit einer Antriebswelle oder einem Differentialgehäuse der Differentialstufe ausgebildet.A dual clutch device is to be understood as meaning a device with two power-shiftable clutches. Furthermore, the term “power shiftable clutch” is to be understood as meaning a device which has at least one open and one closed state and can be switched between the at least two states under load. When open, the respective clutch does not transmit any torque. Thus, the respective clutch transmits a torque between two shafts operatively connected to this respective clutch only in an at least partially closed state, the two shafts being connected to one another in a rotationally fixed manner in the closed state of this respective clutch. Consequently, in the closed state of the first clutch, the first ring gear and the housing are connected to one another in a rotationally fixed manner, with the first ring gear and the second ring gear being connected in a rotationally fixed manner to one another in the closed state of the second clutch. The second planet carrier is operatively connected to the differential stage. In particular, the second planet carrier is integrally connected to an output shaft of the second planetary stage, the output shaft of the second planetary stage being operatively connected to the differential stage. For example, the output shaft of the second planetary stage is designed to be non-rotatable with a drive shaft or a differential housing of the differential stage.

Die jeweilige Kupplung ist als Reibkupplung ausgebildet. Ferner bevorzugt sind die beiden Kupplungen koaxial zueinander angeordnet. Insbesondere kann die jeweilige Kupplung von einem jeweiligen Aktuator betätigt werden, um ein Öffnen oder Schlie-ßen der jeweiligen Kupplung einzuleiten. Der Aktuator kann hydraulisch, elektromechanisch, elektromagnetisch oder beispielsweise auch pneumatisch betätigbar ausgebildet sein.The respective clutch is designed as a friction clutch. Furthermore, the two clutches are preferably arranged coaxially to one another. In particular, the respective clutch can be actuated by a respective actuator in order to initiate opening or closing of the respective clutch. The actuator can be hydraulically, electromechanically, electromagnetically or, for example, pneumatically operable.

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.The invention includes the technical teaching that opening both clutches implements a power shutdown. Closing the first clutch and opening the second clutch results in a first gear ratio, with closing the second clutch and opening the first clutch realizing a second gear ratio. Preferably, the first gear ratio is unequal to the second gear ratio. For example, the first gear ratio is greater than the second gear ratio. Alternatively, the first gear ratio is smaller than the second gear ratio.

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.The electrical machine preferably has a stator and a rotor, with the rotor being connected to the drive shaft in a torque-proof manner. Consequently, the drive shaft is designed as a rotor shaft.

Ferner bevorzugt ist die Differentialstufe als Stirnraddifferential ausgebildet, wobei die Differentialstufe dazu vorgesehen ist, eine Antriebsleistung der elektrischen Maschine auf eine erste und zweite Abtriebswelle der Getriebevorrichtung zu verteilen. Die Differentialstufe weist einen ersten und einen zweiten Planetensatz mit jeweiligen Planetenrädern auf, wobei die Planetenräder des ersten Planetensatzes der Differentialstufe mit einer Verzahnung an der ersten Abtriebswelle im Zahneingriff stehen, wobei ferner die Planetenräder des zweiten Planetensatzes mit einer Verzahnung an der zweiten Abtriebswelle im Zahneingriff stehen, und wobei die Planetenräder beider Planetensätze paarweise miteinander im Zahneingriff stehen.Furthermore, the differential stage is preferably designed as a spur gear differential, the differential stage being provided for distributing a drive power of the electrical machine to a first and second output shaft of the transmission device. The differential stage has a first and a second planetary set with respective planet gears, the planetary gears of the first planetary set of the differential stage being in meshing engagement with a toothing on the first output shaft, and the planetary gears of the second planetary gear set being in meshing engagement with a toothing on the second output shaft , and the planetary gears of both planetary sets are in mesh with each other in pairs.

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 electrical machine is arranged coaxially to the differential stage. In particular, the electric machine is arranged coaxially to the two output shafts of the transmission device. The drive shaft is preferably designed as a hollow shaft, with the first output shaft being guided axially through the drive shaft. Alternatively, the second output shaft can also be guided axially through the drive shaft, which is designed as a hollow shaft. The two output shafts are preferably arranged on a common drive axle.

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 are described below together with the Description of a preferred embodiment of the invention shown in more detail with reference to the single figure. The only 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 1 und eine Getriebevorrichtung 3 auf. Die elektrische Maschine 1 ist als Antriebsmaschine vorgesehen und weist einen gehäusefesten 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.According to the single figure, the drive device according to the invention for a motor vehicle--not shown here--has an electric machine 1 and a transmission device 3. The electrical machine 1 is provided as a drive machine and has a stator 13 fixed to the housing and a rotor 14 . A drive power of the electrical machine 1 is introduced into the transmission device 3 via a drive shaft 2, which is arranged between the electrical machine 1 and the transmission device 3 and is designed as a rotor shaft. Consequently, a rotational speed and a torque for driving the motor vehicle are fed into the transmission device 3 via the drive shaft 2 .

Die Getriebevorrichtung 3 umfasst eine Planetenstufe 4, einen Stufenplanetensatz 5 sowie eine Differentialstufe 6. Die Differentialstufe 6 ist als Stirnraddifferential ausgebildet und dazu vorgesehen, eine Antriebsleistung der elektrische Maschine 1 auf eine erste und zweite Abtriebswelle 15a, 15b der Getriebevorrichtung 3 zu verteilen. Die Antriebswelle 2 ist koaxial zu den beiden Abtriebswellen 15a, 15b angeordnet. Die Antriebswelle 2 ist als Hohlwelle ausgebildet, wobei die erste Abtriebswelle 15a durch die Antriebswelle 2 geführt ist. Ferner ist die elektrische Maschine 1 koaxial zur Differentialstufe 6 angeordnet.The transmission device 3 comprises a planetary stage 4, a stepped planetary gear set 5 and a differential stage 6. The differential stage 6 is designed as a spur gear differential and is intended to distribute drive power from the electric machine 1 to a first and second output shaft 15a, 15b of the transmission device 3. The drive shaft 2 is arranged coaxially with the two output shafts 15a, 15b. The drive shaft 2 is designed as a hollow shaft, with the first output shaft 15a being guided through the drive shaft 2 . Furthermore, the electric machine 1 is arranged coaxially to the differential stage 6 .

Die Planetenstufe 4 weist einen Planetensatz mit mehreren Planetenrädern 7a auf, wobei die Planetenräder 7a des Planetensatzes drehbar an einem ersten Planetenträger 8a angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad 9a sowie mit einem ersten Hohlrad 10a im Zahneingriff stehen. Mithin kämmen die Planetenräder 7a radial zwischen dem ersten Sonnenrad 9a und dem ersten Hohlrad 10a. Die Antriebswelle 2 ist drehfest mit dem ersten Sonnenrad 9a verbunden. Aufgrund der vereinfachten schematischen Darstellung ist nur ein Planetenrad 7a des Planetensatzes dargestellt.The planetary stage 4 has a planetary gearset with a plurality of planetary gears 7a, the planetary gears 7a of the planetary gearset being rotatably arranged on a first planetary carrier 8a and meshing with a first sun gear 9a and a first ring gear 10a. Consequently, the planet gears 7a mesh radially between the first sun gear 9a and the first ring gear 10a. The drive shaft 2 is connected in a torque-proof manner to the first sun gear 9a. Due to the simplified schematic representation, only one planet wheel 7a of the planetary gear set is shown.

Ferner weist der Stufenplanetensatz 5 mehrere Stufenplanetenräder 7b auf, wobei jedes Stufenplanetenrad 7b ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad 17a, 17b aufweist. Die Stufenplanetenräder 7b sind drehbar an einem zweiten Planetenträger 8b angeordnet. Aufgrund der vereinfachten schematischen Darstellung ist nur ein Stufenplanetenrad 7b des Stufenplanetensatzes 5 dargestellt. Das erste Zahnrad 17a steht mit einem zweiten Sonnenrad 9b und einem zweiten Hohlrad 10b im Zahneingriff, wobei der erste Planetenträger 8a drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 9b verbunden ist. Demgegenüber steht das zweite Zahnrad 17b mit einem dritten Hohlrad 10c im Zahneingriff. Das dritte Hohlrad 10c ist stationär am Gehäuse 16 der Getriebevorrichtung 3 festgelegt und somit drehfest mit dem Gehäuse 16 verbunden. Der zweite Planetenträger 8b ist mit der Differentialstufe 6 wirkverbunden.Furthermore, the stepped planetary set 5 has a plurality of stepped planetary gears 7b, each stepped planetary gear 7b having a first and a second gear wheel 17a, 17b which are non-rotatably connected to one another. The stepped planet gears 7b are rotatably arranged on a second planetary carrier 8b. Due to the simplified schematic representation, only one stepped planet wheel 7b of the stepped planetary set 5 is shown. The first gear 17a meshes with a second sun gear 9b and a second ring gear 10b, with the first planet carrier 8a being connected in a torque-proof manner to the second sun gear 9b. On the other hand, the second gear wheel 17b meshes with a third ring gear 10c. The third ring gear 10c is fixed in a stationary manner on the housing 16 of the transmission device 3 and is thus connected to the housing 16 in a torque-proof manner. The second planet carrier 8b is operatively connected to the differential stage 6.

Axial zwischen der Planetenstufe 4 und dem Stufenplanetensatz 5 ist eine Doppelkupplungsvorrichtung 11 mit einer ersten und zweiten lastschaltbaren Kupplung 12a, 12b angeordnet. Das erste Hohlrad 10a ist über die erste Kupplung 12a mit dem Gehäuse 16 der Getriebevorrichtung 3 verbindbar, und somit stationär am Gehäuse 16 festlegbar. Ferner ist das erste Hohlrad 10a über die zweite Kupplung 12b mit dem zweiten Hohlrad 10b verbindbar. Mithin befindet sich die Doppelkupplungsvorrichtung 11 im Leistungsfluss zwischen der Planetenstufe 4 und dem Stufenplanetensatz 5.A double clutch device 11 with a first and second power-shiftable clutch 12a, 12b is arranged axially between the planetary stage 4 and the stepped planetary gearset 5. The first ring gear 10a can be connected to the housing 16 of the transmission device 3 via the first clutch 12a and can therefore be fixed in a stationary manner on the housing 16 . Furthermore, the first ring gear 10a can be connected to the second ring gear 10b via the second clutch 12b. Consequently, the dual clutch device 11 is in the power flow between the planetary stage 4 and the stepped planetary gearset 5.

Ein Schließen der ersten Kupplung 12a und ein Öffnen der zweiten Kupplung 12b realisiert eine erste Getriebeübersetzung, wobei ein Schließen der zweiten Kupplung 12b und ein Öffnen der ersten Kupplung 12a eine zweite Getriebeübersetzung realisiert. Die erste Getriebeübersetzung ist ungleich der zweiten Getriebeübersetzung. Durch ein Öffnen beider Kupplungen 12a, 12b wird eine Leistungsabschaltung realisiert, wobei dadurch die elektrische Maschine 1 von den beiden Abtriebswellen 15a, 15b entkoppelt wird.Closing the first clutch 12a and opening the second clutch 12b realizes a first gear ratio, with closing the second clutch 12b and opening the first clutch 12a realizing a second gear ratio. The first gear ratio is unequal to the second gear ratio. By opening both clutches 12a, 12b, the power is switched off, the electric machine 1 thereby being decoupled from the two output shafts 15a, 15b.

BezugszeichenlisteReference List

11
elektrische Maschineelectric machine
22
Antriebswelledrive shaft
33
Getriebevorrichtunggear device
44
Planetenstufeplanetary stage
55
Stufenplanetensatzstepped planetary set
66
Differentialstufedifferential stage
7a7a
Planetenradplanet wheel
7b7b
Stufenplanetenradstepped planet wheel
8a, 8b8a, 8b
Planetenträgerplanet carrier
9a, 9b9a, 9b
Sonnenradsun gear
10a, 10b, 10c10a, 10b, 10c
Hohlradring gear
1111
Doppelkupplungsvorrichtungdual clutch device
12a, 12b12a, 12b
Kupplungcoupling
1313
Statorstator
1414
Rotorrotor
15a, 15b15a, 15b
Abtriebswelleoutput shaft
1616
GehäuseHousing
17a, 17b17a, 17b
Zahnradgear

Claims (8)

Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine (1), die über eine Antriebswelle (2) mit einer Getriebevorrichtung (3) wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung (3) eine Planetenstufe (4), einen Stufenplanetensatz (5) sowie eine Differentialstufe (6) aufweist, wobei die Planetenstufe (4) einen Planetensatz mit mehreren Planetenrädern (7a) aufweist, wobei die Planetenräder (7a) drehbar an einem ersten Planetenträger (8a) angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad (9a) sowie mit einem ersten Hohlrad (10a) im Zahneingriff stehen, wobei der Stufenplanetensatz (5) mehrere Stufenplanetenräder (7b) aufweist, wobei jedes Stufenplanetenrad (7b) ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad (17a, 17b) aufweist, wobei die Stufenplanetenräder (7b) drehbar an einem zweiten Planetenträger (8b) angeordnet sind, wobei das erste Zahnrad (17a) mit einem zweiten Sonnenrad (9b) und einem zweiten Hohlrad (10b) im Zahneingriff steht, und wobei das zweite Zahnrad (17b) mit einem dritten Hohlrad (10c) im Zahneingriff steht, wobei die Antriebswelle (2) drehfest mit dem ersten Sonnenrad (9a) verbunden ist, wobei der erste Planetenträger (8a) drehfest mit dem zweiten Sonnenrad (9b) verbunden ist, und wobei der zweite Planetenträger (8b) mit der Differentialstufe (6) wirkverbunden ist, wobei ferner zwischen der Planetenstufe (4) und dem Stufenplanetensatz (5) eine Doppelkupplungsvorrichtung (11) mit einer ersten und zweiten lastschaltbaren Kupplung (12a, 12b) angeordnet ist, wobei das erste Hohlrad (10a) über die erste Kupplung (12a) mit einem Gehäuse (16) der Getriebevorrichtung (3) verbindbar ist, und wobei das erste Hohlrad (10a) über die zweite Kupplung (12b) mit dem zweiten Hohlrad (10b) verbindbar ist und das dritte Hohlrad (10c) stationär an dem Gehäuse (16) festgelegt ist.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), the transmission device (3) having a planetary stage (4), a stepped planetary gear train (5) and a differential stage ( 6), wherein the planetary stage (4) has a planetary set with a plurality of planet gears (7a), the planet gears (7a) being rotatably arranged on a first planet carrier (8a) and having a first sun gear (9a) and a first ring gear ( 10a) are in toothed engagement, with the stepped planetary set (5) having a plurality of stepped planetary gears (7b), with each stepped planetary gear (7b) having a first and a second non-rotatably connected gear wheel (17a, 17b), with the stepped planetary gears (7b) being rotatable on a second planet carrier (8b) are arranged, wherein the first gear (17a) with a second sun gear (9b) and a second ring gear (10b) is in meshing engagement, and wherein the second gear (17b) meshes with a third ring gear (10c), the drive shaft (2) being non-rotatably connected to the first sun gear (9a), the first planet carrier (8a) being non-rotatably connected to the second sun gear (9b). is, and wherein the second planetary carrier (8b) is operatively connected to the differential stage (6), wherein further between the planetary stage (4) and the stepped planetary gear set (5) a double clutch device (11) with a first and second power-shiftable clutch (12a, 12b) is arranged, wherein the first ring gear (10a) can be connected to a housing (16) of the transmission device (3) via the first clutch (12a), and wherein the first ring gear (10a) can be connected to the second ring gear via the second clutch (12b). (10b) can be connected and the third ring gear (10c) is fixed in a stationary manner on the housing (16). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnen beider Kupplungen (12a, 12b) eine Leistungsabschaltung realisiert.drive device claim 1 , characterized in that an opening of both clutches (12a, 12b) realizes a power shutdown. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schließen der ersten Kupplung (12a) und ein Öffnen der zweiten Kupplung (12b) eine erste Getriebeübersetzung realisiert, wobei ein Schließen der zweiten Kupplung (12b) und ein Öffnen der ersten Kupplung (12a) eine zweite Getriebeübersetzung realisiert.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that closing the first clutch (12a) and opening the second clutch (12b) implements a first gear ratio, with closing the second clutch (12b) and opening the first clutch (12a ) realized a second gear ratio. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebeübersetzung ungleich der zweiten Getriebeübersetzung ist.drive device claim 3 , characterized in that the first gear ratio is not equal to the second gear ratio. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (1) einen Stator (13) und einen Rotor (14) aufweist, wobei der Rotor (14) drehfest mit der Antriebswelle (2) verbunden ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the electric machine (1) has a stator (13) and a rotor (14), the rotor (14) being non-rotatably connected to the drive shaft (2). Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Differentialstufe (6) als Stirnraddifferential ausgebildet ist, wobei die Differentialstufe (6) dazu vorgesehen ist, eine Antriebsleistung der elektrischen Maschine (1) auf eine erste und zweite Abtriebswelle (15a, 15b) zu verteilen.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the differential stage (6) is designed as a spur gear differential, the differential stage (6) being provided to transmit a drive power of the electrical machine (1) to a first and second output shaft (15a, 15b) to distribute. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (1) koaxial zur Differentialstufe (6) angeordnet ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the electric machine (1) is arranged coaxially to the differential stage (6). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Abtriebswelle (15a) durch die Antriebswelle (2) geführt ist.drive device claim 7 , characterized in that the drive shaft (2) is designed as a hollow shaft and the first output shaft (15a) is guided through the drive shaft (2).
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