DE102018120154A1 - Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit zwei hohlradverbundenen Planetengetrieben und Zwei-Gang-E-Achse mit nur einem Hohlrad - Google Patents

Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit zwei hohlradverbundenen Planetengetrieben und Zwei-Gang-E-Achse mit nur einem Hohlrad Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (1) mit einem Getriebe (2) und einem im Drehmomentenfluss nachgelagerten Differenzialgetriebe (3) um zwei Antriebswellen (14, 15) mit Drehmoment zu versorgen, wobei das Getriebe (2) zwei Planetengetriebe (4, 5) aufweist und die Hohlräder (6, 10) der beiden Planetengetriebe (4, 5) miteinander (gemeinsam) verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang für einen Pkw, einen Lkw oder ein anderes Nutzfahrzeug, mit einem Getriebe und einem im Drehmomentenfluss nachgelagerten Differenzialgetriebe, um zwei Antriebswellen mit Drehmoment zu versorgen, wobei das Getriebe zwei Planetengetriebe aufweist.
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits zahlreiche Getriebestrukturen bekannt, doch sind diese üblicherweise recht aufwändig. So offenbart bspw. die DE 10 2018 101 207 A1 eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist. Dabei weist die Getriebevorrichtung mindestens eine erste und zweite Planetenstufe sowie eine Differenzialstufe auf, wobei die erste Planetenstufe einen ersten Planetensatz mit mehreren Planetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des ersten Planetensatzes drehbar an einem ersten Planetenträger angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad sowie mit einem ersten Hohlrad in Zahneingriff stehen, wobei die zweite Planetenstufe einen zweiten Planetensatz mit mehreren Planetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des zweiten Planetensatzes drehbar an einem zweiten Planetenträger angeordnet sind und mit einem zweiten Sonnenrad sowie mit einem zweiten Hohlrad in Zahneingriff stehen, wobei die Antriebswelle drehfest mit dem ersten Sonnenrad verbunden ist, wobei das erste Sonnenrad an das zweite Sonnenrad stationär an einem Gehäuse festgelegt sind, wobei zwischen der ersten und zweiten Planetenstufe eine Doppelkupplungsvorrichtung mit einer ersten und zweiten lastschaltbaren Kupplung angeordnet ist, wobei der erste Planetenträger über die erste Kupplung mit dem zweiten Hohlrad verbindbar ist und wobei der erste Planetenträger über die zweite Kupplung mit dem zweiten Planetenträger und der Differenzialstufe verbindbar ist.
  • Es ist aber die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine einfachere Getriebestruktur vorzuschlagen, insbesondere um Bauteile einzusparen. Trotzdem sollen zwei unterschiedliche Gänge bei E-Achsen realisierbar sein.
  • Dies wird erfindungsgemäß bei einem eingangs genannten Kraftfahrzeug-Antriebsstrang dadurch gelöst, dass die Hohlräder der beiden Planetengetriebe miteinander, d.h. gemeinsam, (dauerhaft / starr) verbunden sind und vorzugsweise gehäusefestgelegt sind.
  • Es wird somit ein besonders geschickter Kraftfahrzeugantriebsstrang mit zwei Planetengetrieben vorgeschlagen, bei der die Planetensätze derart ausgelegt sind, dass immer die Hohlräder verbunden sind.
  • Dadurch werden verschiedene Varianten möglich, bspw. eine, bei der die Anordnung einer Doppelkupplung eingangsseitig ist, oder in einer weiteren Variante, bei der die Doppelkupplung ausgangsseitig vor einem Differenzialgetriebe angeordnet ist, oder, bei einer dritten Variante, bei der die Doppelkupplung zum Wechsel der festgehaltenen Welle dient und das Hohlrad als Abtrieb dient, wobei das Differenzialgetriebe als „Typ 3“-Differenzialgetriebe ausgebildet ist. In einer vierten Variante ist dann die Anordnung mit der Doppelkupplung eingangsseitig möglich und das Hohlrad als Abtrieb nutzbar, wobei wiederum eine Kombination mit einem „Typ 3“-Differenzialgetriebe denkbar ist.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
  • So ist es von Vorteil, wenn das Differenzialgetriebe als Stirnraddifferenzial / Stirnraddifferenzialgetriebe ausgebildet ist.
  • Auch hat es sich bewährt, wenn das Stirnraddifferenzial / Stirnraddifferenzialgetriebe zwischen einem Hohlrad (des Stirnraddifferenzials) und zumindest einem Sonnenrad (des Stirnraddifferenzials) zwei Planetenradsätze aufweist, die miteinander in kämmendem Wirkzusammenhang stehen, wobei entweder einerseits der eine Planetenradsatz mit dem Hohlrad und einem ersten Sonnenrad, an dem eine erste Antriebswelle angreift, in kämmendem Wirkzusammenhang steht und der andere Planetenradsatz mit dem Hohlrad und einem zweiten Sonnenrad, an dem eine zweite Antriebswelle angreift, in kämmendem Wirkzusammenhang steht oder andererseits nur der radial innere Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, an dem die erste Antriebswelle angreift, in kämmender Wirkbeziehung steht und beide Planetenträger mit der zweiten Antriebswelle verbunden sind.
  • Auch hat es sich bewährt, wenn ein Sonnenrad des einen Planetengetriebes (dauerhaft / starr) mit einem Planetenträger des anderen Planetengetriebes verbunden ist.
  • Es ist zweckmäßig, wenn alle Hohlräder der beiden Planetengetriebe und das Differenzialgetriebes miteinander (dauerhaft / starr) verbunden sind.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass im Drehmomentenfluss eine Doppelkupplung entweder vor dem Getriebe oder zwischen dem Getriebe und dem nachgelagerten Differenzialgetriebe eingesetzt ist, um Drehmoment selektiv auf Bauteile des Getriebes oder des Differenzialgetriebes zu verbringen.
  • Wenn die Doppelkupplung zur selektiven Drehmomentübertragung auf einerseits ein Sonnenrad des einen Planetengetriebes und andererseits sowohl das Sonnenrad des anderen Planetengetriebes und dem Planetenträger des anderen Planetengetriebes ausgelegt und angebunden ist, so wird eine besonders effiziente Drehmomenteinspeisung möglich.
  • Es ist denkbar, dass die Doppelkupplung (dauerhaft / starr) gehäusefestgelegt ist.
  • Es ist auch möglich, dass der Planetenträger des einen, bspw. des ersten drehmomentdurchschickten Planetengetriebes (dauerhaft / starr) gehäusefestgelegt ist.
  • Durch die unterschiedlichen Varianten lassen sich spezielle Anforderungen bei der Auslegung von Kraftfahrzeug-Antriebssträngen für spezifische Fahrzeuge einfach und kosteneffizient realisieren.
  • Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, wobei vier unterschiedliche Ausführungsbeispiele näher erklärt werden. Es zeigen:
    • 1 eine erste Ausführungsform, bei der eine Doppelkupplung vor zwei Planetengetrieben, die das Getriebe bilden, und einem Differenzialgetriebe im Normalbetrieb / Zugbetrieb, eingesetzt ist,
    • 2 eine zweite Ausführungsform, bei der eine Doppelkupplung zwischen den beiden Planetengetrieben des Getriebes und dem Differenzialgetriebe eingesetzt ist,
    • 3 den Einsatz eines „Typ 3“-Differenzialgetriebes, bei dem dessen Hohlrad mit beiden Hohlrädern der beiden Planetengetriebe verbunden ist und eine Doppelkupplung dem Getriebe vorgelagert ist, aber gehäusefestgelegt ist, und
    • 4 eine weitere Ausführungsform, die der Ausführungsform nach 3 hochgradig ähnlich ist, wobei jedoch die Doppelkupplung nicht gehäusefestgelegt ist und selektiv entweder auf ein Sonnenrad und einen Planetenträger des Getriebes oder ein Sonnenrad des einen gehäuseverbundenen Planetenträger stellenden ersten Planetengetriebes zugreift.
  • Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.
  • In der 1 ist eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform eines Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 im Ausschnitt dargestellt. Dabei ist ein Getriebe 2 eingesetzt, das einem Differenzialgetriebe 3 vorgeschalten ist. Das Getriebe 2 weist ein erstes Planetengetriebe 4 und ein zweites Planetengetriebe 5 auf.
  • Das erste Planetengetriebe 4 weist ein Hohlrad 6, zumindest ein Planetenrad 7, einen Planetenträger 8 und ein Sonnenrad 9 auf. Das zweite Planetengetriebe 5 weist ebenfalls ein Hohlrad 10, zumindest ein Planetenrad 11, einen Planetenträger 12 und ein Sonnenrad 13 auf. Natürlich weist das erste Planetengetriebe 1 mehrere Planetenräder 7 auf, um einen Planetenradsatz zu besitzen. Dasselbe gilt auch für das zweite Planetengetriebe 5, das eine Vielzahl von Planetenräder 11 besitzt, um einen Planetenradsatz zu besitzen.
  • Das Differenzialgetriebe 3 versorgt eine erste Antriebswelle 14 und eine zweite Antriebswelle 15 mit Drehmoment. Der Pfeil 16 symbolisiert somit einen Drehmomenteneingang und die Pfeile 17 einen Drehmomentenausgang im Normalbetrieb / Zugbetrieb.
  • Eine Doppelkupplung 18 ist eingesetzt, um eine selektive Drehmomenteinbringung entweder zum Planetenträger 8 und dem Sonnenrad 13 zu ermöglichen oder um das Sonnenrad 9 mit Drehmoment zu versorgen. Der Planetenträger 12 ist zur Weiterleitung von Drehmoment in Richtung des Differenzialgetriebes 3 vorgesehen.
  • In der Ausführungsform nach 2 sind wiederum die beiden Hohlräder 6 und 10 miteinander verbunden und gehäusefestgelegt, die Doppelkupplung 18 ist jedoch zwischen dem Getriebe 2 und dem Differenzialgetriebe 3 angeordnet. Drehmoment wird entweder vom Planetenträger 8 und dem Sonnenrad 13 durch die Doppelkupplung 18 hindurchgeschleust oder von dem Planetenträger 12 übernommen.
  • In den Ausführungsformen der 3 und 4 ist das Differenzialgetriebe 3 als „Typ 3“-Differenzialgetriebe 19 ausgebildet. Zwei Planetenradsätze stehen dabei in kämmendem Wirkeinsatz miteinander, wobei der eine Planetenradsatz mit einem Hohlrad 20 kämmt und der andere Planetenradsatz mit einem Sonnenrad 21 kämmt. Die beiden Planetenträger 22 der Planetenradsätze sind miteinander verbunden sowie mit der ersten Antriebswelle 14 verbunden.
  • In den beiden Ausführungsformen der 3 und 4 ist die Doppelkupplung einmal gehäusefestgelegt und einmal frei beweglich. Ist die Doppelkupplung 18 frei beweglich, so ist zumindest der Planetenträger 8 des ersten Planetengetriebes 4 gehäusefestgelegt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftfahrzeug-Antriebsstrang
    2
    Getriebe
    3
    Differenzialgetriebe
    4
    erstes Planetengetriebe
    5
    zweites Planetengetriebe
    6
    Hohlrad des ersten Planetengetriebes
    7
    Planetenrad des ersten Planetengetriebes
    8
    Planetenträger des ersten Planetengetriebes
    9
    Sonnenrad des ersten Planetengetriebes
    10
    Hohlrad des zweiten Planetengetriebes
    11
    Planetenrad des zweiten Planetengetriebes
    12
    Planetenträger des zweiten Planetengetriebes
    13
    Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes
    14
    erste Antriebswelle
    15
    zweite Antriebswelle
    16
    Drehmomenteingang
    17
    Drehmomentausgang
    18
    Doppelkupplung
    19
    „Typ 3“-Differenzialgetriebe
    20
    Hohlrad des Differenzialgetriebes
    21
    Sonnenrad des Differenzialgetriebes
    22
    Planetenträger des Differenzialgetriebes
  • 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 102018101207 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (1) mit einem Getriebe (2) und einem im Drehmomentenfluss nachgelagerten Differenzialgetriebe (3) um zwei Antriebswellen (14, 15) mit Drehmoment zu versorgen, wobei das Getriebe (2) zwei Planetengetriebe (4, 5) aufweist und die Hohlräder (6, 10) der beiden Planetengetriebe (4, 5) miteinander verbunden sind.
  2. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzialgetriebe (3) als Stirnraddifferenzial ausgebildet ist.
  3. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnraddifferenzial zwischen einem Hohlrad (20) und zumindest einem Sonnenrad (21) zwei Planetenradsätze aufweist, die miteinander in kämmendem Wirkzusammenhang stehen, wobei entweder einerseits der eine Planetenradsatz mit dem Hohlrad (20) und einem ersten Sonnenrad, an dem eine erste Antriebswelle (14) angreift, in kämmendem Wirkzusammenhang steht und der andere Planetenradsatz mit dem Hohlrad (20) und einem zweiten Sonnenrad, an dem eine zweite Antriebswelle (15) angreift, in kämmendem Wirkzusammenhang steht oder andererseits nur der radial innere Planetenradsatz mit einem Sonnenrad (21), an dem die erste Antriebswelle (14) angreift, in kämmender Wirkbeziehung steht und beide Planetenträger mit der zweiten Antriebswelle (15) verbunden sind.
  4. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei unterschiedliche Gänge schaltbar sind.
  5. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenrad (9, 13) des einen Planetengetriebes (4, 5) mit einem Planetenträger (12, 8) des anderen Planetengetriebes (5, 4) verbunden ist.
  6. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle Hohlräder (6, 10, 20) der beiden Planetengetriebe (4, 5) und des Differenzialgetriebes (3) miteinander verbunden sind.
  7. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Drehmomentenfluss eine Doppelkupplung (18) entweder vor dem Getriebe (2) oder zwischen dem Getriebe (2) und dem nachgelagerten Differenzialgetriebe (3) eingesetzt ist, um Drehmoment selektiv auf Bauteile des Getriebes (2) oder des Differenzialgetriebes (3) zu verbringen.
  8. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Doppelkupplung (18) zur selektiven Drehmomentübertragung auf einerseits ein Sonnenrad (9, 13) des einen Planetengetriebes (4, 5) und andererseits auf sowohl das Sonnenrad (13, 9) des anderen Planetengetriebes (5, 4) und den Planetenträger (8, 12) des einen Planetengetriebes (4, 5) ausgelegt und angebunden ist.
  9. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelkupplung (18) gehäusefestgelegt ist.
  10. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (8) des einen Planetengetriebes (4) gehäusefestgelegt ist.
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