DE102018120276A1 - Getriebeeinheit - Google Patents

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Tony Zeiss
Christian Hartmann
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor (2), umfassend ein CVT-Getriebe (4) mit einem Abtriebsrad (9), wobei das Abtriebsrad (9) des CVT-Getriebes (4) drehfest mit einem ersten Planetengetriebe (12) verbunden ist, wobei das erste Planetengetriebe (12) in Wirkverbindung mit einem Planetenträger (30) eines Stirnraddifferenzials (10) steht, welcher einen Satz erster Planetenräder (13, 15) und einen Satz zweiter Planetenräder (14, 16) trägt, wobei die ersten Planetenräder (13, 15) mit einem ersten Sonnenrad (17) und die zweiten Planetenräder (14, 16) mit einem zweiten Sonnenrad (18) in Eingriff stehen, wobei das erste Sonnenrad (17) mit einer ersten Abtriebswelle (19) und das zweite Sonnenrad (18) mit einer zweiten Abtriebswelle (20) verbunden ist.Die Erfindung betrifft ferner eine elektrische Antriebseinheit (21) mit einem Elektromotor (2), einem CVT-Getriebe (4), einem ersten Planetengetriebe (12) und einem Stirnraddifferenzial (10), wobei der Elektromotor (2) über eine Antriebswelle (3) mit einer Antriebskegelradpaarung (8) des CVT-Getriebes (4) verbunden ist, wobei die Antriebswelle (3) eine erste Übersetzungsstufe (7) trägt, welche zumindest mittelbar mit einem Hohlrad (11) des ersten Planetengetriebes (12) in Eingriff steht, wobei ein Abtriebsrad (9) des CVT-Getriebes (4) drehfest mit dem erstem Planetengetriebe (12) verbunden ist, und wobei das erste Planetengetriebe (12) mit einem Planetenträger (30) des Stirnraddifferenzials (10) in Wirkverbindung steht, welcher einen Satz erster Planetenräder (13, 15) und einen Satz zweiter Planetenräder (14, 16) trägt, wobei die ersten Planetenräder (13, 15) mit einem ersten Sonnenrad (17) und die zweiten Planetenräder (14, 16) mit einem zweiten Sonnenrad (18) in Eingriff stehen, wobei das erste Sonnenrad (17) mit einer ersten Abtriebswelle (19) und das zweite Sonnenrad (18) mit einer zweiten Abtriebswelle (20) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit mit einem CVT-Getriebe, einem Planetengetriebe und einem Stirnraddifferenzial für ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebsmotor, sowie eine elektrische Antriebseinheit mit einem Elektromotor, einem CVT-Getriebe, einem Planetengetriebe sowie einem Stirnraddifferenzial gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
  • Schaltgetriebe werden in unterschiedlichen Ausführungsformen in Kraftfahrzeugen verwendet. Bei einer Vielzahl von Getriebekonzepten mit Stirnradstufen werden die zu schaltenden Gänge mit Hilfe von Kupplungen und Synchronisierungen geschaltet. Um während der Fahrt einen Gang einlegen zu können, wird zunächst durch das Treten der Kupplung die Trägheit des Antriebsmotors von der Getriebeeingangswelle getrennt. Anschließend werden die Drehzahlen der Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle synchronisiert. Erst dann ist eine formschlüssige Verbindung möglich, über welche ein Antriebsmoment von der Getriebeeingangswelle auf die Getriebeausgangswelle übertragen werden kann.
  • Dieser Vorgang ist in automatisierten Getriebekonzepten insofern kritisch, da bei den Schaltvorgängen der Antriebsmotor vom Getriebe getrennt wird. Dementsprechend ist eine Leistungsübertragung durch das Getriebe unterbrochen. Es entsteht eine sogenannte Zugkraftunterbrechung, welche sich dem Fahrer durch eine komfortbeeinflussende Längsdynamikschwingung äußert.
  • In manuell geschalteten Getrieben ist dieser Vorgang weniger kritisch, da der Fahrer manuell den Schaltvorgang veranlasst und weiß, wann der Schaltvorgang einsetzt. In automatisierten Getriebekonzepten wird der Fahrer mehr oder weniger durch die schaltungsbedingte Längsdynamikschwingungen überrascht. Deutlich zu spüren ist ein solcher Schaltvorgang insbesondere bei automatisierten manuellen Getrieben, welche sich aus diesem Grund auch nicht am Markt durchsetzen konnten. Bei Doppelkupplungsgetrieben kann dieses Problem durch die Doppelkupplung an sich gelöst werden, welche das Getriebe in zwei Teilgetriebe aufteilt. Somit ist ein Überblenden zwischen den Kupplungen möglich. Dieses Überblenden kann auch unter Last erfolgen, sodass ein Schaltvorgang ohne Zugkraftunterbrechung möglich ist.
  • Getriebekonzepte von Elektro- oder Hybridfahrzeugen mit mehr als einem Gang haben unter Umständen das Problem, dass während des Schaltvorgangs eine Zugkraftunterbrechung eintreten kann. Im Falle eines Hybridfahrzeuges kann abhängig vom Getriebekonzept während des Schaltvorgangs der Verbrennungsmotor zugeschaltet werden, um die Zugkraftunterbrechung zu kompensieren. Bei reinen Elektrofahrzeugen, insbesondere bei Elektrofahrzeugen mit einem elektrischen Antriebsmotor und mit einem kupplungsfreien Getriebe, ist dies nicht möglich, da kein Verbrennungsmotor vorhanden ist. Verbaut der Hersteller bei einem solchen Elektrofahrzeug ein zwei- oder mehrgängiges Getriebe, so muss er mit einer Zugkraftunterbrechung rechnen.
  • Aus der DE 197 01 859 A1 ist ein verlustarmes CVT-Getriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Elektromotor und Nebenaggregaten bekannt. Dabei ist mindestens eine mechanische, drehmomentenabhängige Anspresseinrichtung vorgesehen, bei der nur eine Reibscheibe eines Reibscheibenpaars ihre Übertragungskraft auf ein Anpresskurvenpaar ausübt.
  • Die DE 196 31 243 A1 offenbart eine Getriebeeinheit für ein Kraftfahrzeug mit einer Hybridantriebsanordnung, wobei Getriebestufen im Kraftfluss zu- und abschaltbar sind.
  • Aus der DE 197 55 612 A1 ist eine Getriebeanordnung mit einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle für ein Kraftfahrzeug bekannt. Dabei ist die Getriebeeingangswelle über ein stufenloses Übersetzungsgetriebe mit der Getriebeausgangswelle verbunden. Dabei ist die Eingangswelle des stufenlosen Getriebes mit einer festen Übersetzungsstufe verbunden. Die feste Übersetzungsstufe ist antriebsseitig drehfest mit der Getriebeeingangswelle verbunden. Ferner ist eine Kupplung vorgesehen, mit welcher die Getriebeeingangswelle wahlweise über das stufenlose Übersetzungsgetriebe oder über die feste Übersetzungsstufe mit der Getriebeausgangswelle verbindbar ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebsstrang vorzuschlagen, bei dem eine kontinuierliche Verstellung des Übersetzungsverhältnisses möglich ist, um die Nachteile von Schaltvorgängen zu vermeiden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Getriebeeinheit für ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor gelöst, wobei die Getriebeeinheit eine Getriebeeingangswelle, ein CVT-Getriebe, ein erstes Planetengetriebe und ein Stirnraddifferenzial umfasst, wobei die Getriebeeingangswelle eine erste Übersetzungsstufe trägt, welche zumindest mittelbar mit einem Hohlrad des ersten Planetengetriebes in Wirkverbindung steht. Ferner ist ein Abtriebsrad des CVT-Getriebes drehfest mit dem ersten Planetengetriebe verbunden. Das erste Planetengetriebe steht in Wirkverbindung mit einem Planetenträger des Stirnraddifferenzials. Der Planetenträger des Stirnraddifferenzials trägt einen Satz erster Planeten, welche mit einem ersten Sonnenrad des Stirnraddifferenzials in Eingriff stehen und einen Satz zweiter Planeten, welche mit einem zweiten Sonnenrad in Eingriff stehen. Dabei ist das erste Sonnenrad mit einer ersten Abtriebswelle und das zweite Sonnenrad mit einer zweiten Abtriebswelle verbunden. Durch das CVT-Getriebe kann die Drehzahl des ersten Planetengetriebes stufenlos variiert werden. Dementsprechend ändern sich die Übersetzungen des ersten Planetengetriebes. Dabei muss das CVT-Getriebe nur das abstützende Moment übertragen und nicht das volle Antriebsmoment. Dadurch kann das CVT-Getriebe entsprechend leicht und kostengünstig ausgeführt werden. Des Weiteren kann die Aktorik des CVT-Getriebes gegebenenfalls durch einen vereinfachten mechanischen oder hydraulischen Aktuator umgesetzt werden.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch elektrischen Antriebseinheit möglich.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sonnenräder des Stirnrad-Differenzialgetriebes und das Abtriebsrad des CVT-Getriebes auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet sind. Durch eine koaxiale Anordnung der Sonnenräder zu dem Abtriebsrad des CVT-Getriebes ist eine besonders einfache Führung der ersten Abtriebswelle in Richtung eines angetriebenen Rades möglich. Dabei werden keine zusätzlichen Winkelgetriebe oder Ausgleichselemente benötigt, sodass der Abtriebsstrang vergleichsweise einfach, leicht und kostengünstig ausgeführt werden kann.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Getriebeeinheit ist vorgesehen, dass das erste Planetengetriebe eine Hohlwelle umfasst, wobei die erste Abtriebswelle und die Hohlwelle des ersten Planetengetriebes koaxial zueinander angeordnet sind, derart, dass die erste Abtriebswelle zumindest abschnittsweise durch die Hohlwelle des ersten Planetengetriebes ummantelt wird. Dadurch ist eine einfache Durchführung der ersten Abtriebswelle durch das CVT-Getriebe möglich. Somit kann eine kompakte Bauweise für die Getriebeeinheit erzielt werden, was insbesondere bei kleineren Fahrzeuge mit beengten Einbauverhältnissen von Vorteil ist.
  • In einer weiteren Verbesserung der Getriebeeinheit ist vorgesehen, dass die erste Abtriebswelle drehbar in dem Abtriebsrad des CVT-Getriebes gelagert ist. Dadurch ist eine besonders kompakte und somit gewichtsarme Ausführung der Getriebeeinheit möglich. Durch die konzentrische Anordnung der ersten Abtriebswelle und des Abtriebsrad des CVT-Getriebes kann die Lagerung vergleichsweise einfach und ohne zusätzliche Ausgleichselemente erfolgen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Getriebeeinheit ist vorgesehen, dass die Planetenräder des ersten Planetengetriebes und die Planetenräder des Stirnraddifferenzials auf gemeinsamen Drehachsen angeordnet sind. Dadurch ist eine vereinfachte Übertragung des Drehmoments vom ersten Planetengetriebe auf das Stirnraddifferenzial möglich
  • Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Planetenräder des ersten Planetengetriebes und die Planetenräder des Stirnraddifferenzials auf einem gemeinsamen Planetenträger angeordnet sind. Dabei sind die Planetenräder des ersten Planetengetriebes über den gemeinsamen Planetenträger drehfest mit den Planetenträgern des Stirnraddifferenzials verbunden. Dadurch kann die Drehzahl der Abtriebswellen stufenlos über das CVT-Getriebe und das zwischengeschaltete erste Planetengetriebe verstellt werden, sodass keine Schaltvorgänge notwendig sind.
  • Erfindungsgemäß wird eine elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor, einem CVT- Getriebe, einem Planetengetriebe und einem Stirnraddifferenzialgetriebe vorgeschlagen, wobei der Elektromotor über eine Antriebswelle mit einer Antriebskegelradpaarung des CVT-Getriebes verbunden ist. Dabei trägt die Antriebswelle eine erste Übersetzungsstufe, insbesondere ein erstes Zahnrad, welche zumindest mittelbar, vorzugsweise unmittelbar, mit einem Hohlrad des ersten Planetengetriebes in Eingriff steht. Ein Abtriebsrad des CVT-Getriebes ist drehfest mit dem ersten Planetengetriebe verbunden. Das erste Planetengetriebe steht mit einem Planetenträger des Stirnraddifferenzials in Wirkverbindung, wobei der Planetenträger einen Satz erster Planetenräder trägt, die mit einem ersten Sonnenrad in Eingriff stehen und einen Satz zweiter Planetenräder trägt, welche mit einem zweiten Sonnenrad in Eingriff stehen. Es ist vorgesehen, dass das erste Sonnenrad mit einer ersten Abtriebswelle und das zweite Sonnenrad mit einer zweiten Abtriebswelle verbunden ist. Des Weiteren kann die Aktorik des CVT-Getriebes durch einen vereinfachten mechanischen oder hydraulischen Aktuator umgesetzt werden. Über eine solche elektrische Antriebseinheit kann das Antriebsmoment des Elektromotors stufenlos verstellt und auf die Antriebsräder eines Kraftfahrzeuges übertragen werden. Durch den in einer gewissen Übersetzungsbandbreite verstellbaren Planetensatz lässt sich durch eine einfache Ansteuerung die Übersetzung in der Getriebeeinheit verändern. Dies geschieht ohne eine Zugkraftunterbrechung, da der Kraftfluss durch kein Trennelement unterbrochen wird. Vielmehr kann der Planetensatz unter Last geschaltet werden und auch in Lastwechselsituationen schnell das Übersetzungsverhältnis ändern.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Antriebseinheit ist vorgesehen, dass an der Antriebskegelradpaarung ein Verstell-Aktuator angeordnet ist, mit welchem der Abstand zwischen den Kegelrädern der Antriebskegelradpaarung variierbar ist. Dabei ist nicht zwingend wie bei aus dem Stand der Technik bekannten CVT-Getrieben ein hydraulischer Aktuator notwendig, sondern aufgrund der deutlich reduzierten Kräfte ist auch ein mechanischer Aktuator möglich.
  • In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der Antriebswelle und dem Hohlrad des ersten Planetengetriebes eine Zwischenwelle angeordnet ist, welche zumindest ein Zahnrad trägt, wobei das Zahnrad mit der ersten Übersetzungsstufe der Antriebswelle und/oder dem Hohlrad des ersten Planetengetriebes in Eingriff steht. Durch eine Zwischenwelle kann auf einfach Art und Weise die Drehrichtung verändert werden. Ferner ergeben sich für die Konstrukteure zusätzliche Freiheitsgrade bei der Auslegung der Getriebeeinheit beziehungsweise der elektrischen Antriebseinheit, sodass eine Anpassung an beengte Bauraumverhältnisse erleichtert wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Hohlrad des ersten Planetengetriebes eine Innenverzahnung aufweist, wobei die Planetenräder des ersten Planetengetriebes mit der Innenverzahnung des Hohlrads in Eingriff stehen. Dadurch kann das Antriebsmoment auf einfache Weise abgestützt werden, um eine freies Drehen der Komponenten des Stirnraddifferenzials zu vermeiden und eine Momentenübertragung auf die Abtriebswellen zu ermöglichen. Dazu sind die Planetenräder des ersten Planetengetriebes über den Planetenträger drehfest mit den Planetenrädern des Stirnraddifferenzials verbunden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigt:
    • 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte elektrische Antriebseinheit mit einer Getriebeeinheit, welche ein CVT-Getriebe und ein Stirnrad-Differenzialgetriebe umfasst;
    • 2 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit mit einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit mit einem CVT-Getriebe, einem ersten Planetengetriebe und einem Stirnraddifferenzial.
  • 1 zeigt schematisch eine aus dem Stand der Technik bekannte elektrische Antriebseinheit 21 mit einem Elektromotor 2 und einer Getriebeeinheit 1. Der Elektromotor 2 ist über eine Antriebswelle 3 mit einem Sonnenrad 41 eines Planetengetriebes 4 verbunden. Die Getriebeeinheit 1 umfasst eine Planetengetriebe 4, eine Zwischenwelle 26 sowie ein Stirnraddifferenzial 10. Ferner ist ein zweiter elektrischer Antriebsmotor 25 vorgesehen, welcher mit einem Planetenträger 42 des Planetengetriebes 4 verbunden ist. Durch die Vorgabe der Drehzahl des zweiten elektrischen Antriebsmotors 25 kann über den Planetensatz 43 des Planetengetriebes 4 nach Art eines CVT-Getriebes stufenlos die Übersetzung variiert werden. Das Hohlrad 44 des Planetengetriebes 4 kämmt mit einem Zahnrad 27 auf der Zwischenwelle 26. Auf der Zwischenwelle 26 ist ferner ein zweites Zahnrad 28 angeordnet, welches mit dem Stirnraddifferenzialgetriebe 10 in Wirkverbindung steht. Das Antriebsdrehmoment des Elektromotors 2 wird durch das Stirnraddifferenzialgetriebe 10 auf eine erste Abtriebswelle 19 und eine zweite Abtriebswelle 20 aufgeteilt und von dort auf die Antriebsräder eines Kraftfahrzeuges übertragen.
  • In 2 sind ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit 1 und einer elektrischen Antriebseinheit 21 mit einer solchen Getriebeeinheit 1 dargestellt. Die Getriebeeinheit 1 umfasst ein CVT-Getriebe 4, ein erstes Planetengetriebe 12 und ein Stirnrad-Differenzialgetriebe 10, wobei ein Abtriebsrad 9 des CVT-Getriebes 4 drehfest mit dem ersten Planetengetriebe 12 verbunden ist. Das erste Planetengetriebe 12 ist über einen gemeinsamen Planetenträger 30 drehfest mit dem Stirnraddifferenzial 10 verbunden. Dazu trägt der Planetenträger 30 die Planeten 31, 32 des ersten Planetengetriebes sowie einen Satz erster Planeten 13, 15 des Stirnraddifferenzials 10, welche in einer ersten Verzahnungsebenen I mit einem ersten Sonnenrad 17 in Eingriff stehen. Der Planetenträger 30 trägt ferner einen zweiten Satz Planeten 14, 16 des Stirnraddifferenzials 10, welche in einer zweiten Verzahnungsebene II mit einem zweiten Sonnenrad 18 in Eingriff stehen. Das erste Sonnenrad 17 ist drehfest mit einer ersten Abtriebswelle 19 verbunden, welche eine Antriebsrad eines Kraftfahrzeuges antreibt. Das zweite Sonnenrad 18 ist drehfest mit einer zweiten Abtriebswelle 20 verbunden, welche eine Antriebsrad eines Kraftfahrzeuges antreibt. Ferner umfasst das erste Planetengetriebe 12 ein Hohlrad 11 mit einer Innenverzahnung 29, welche mit den Planeten 31, 32 in Eingriff steht. Der Planetenträger 30 ist zumindest abschnittsweise als Hohlwelle 22 ausgeführt, wobei der Planetenträger 30 und die erste Abtriebswelle 19 derart koaxial zueinander angeordnet sind, dass die Hohlwelle 22 des Planetenträgers 30 die erste Abtriebswelle 19 zumindest abschnittsweise ummantelt. Die erste Abtriebswelle 19 ist in dem Abtriebsrad 9 des CVT-Getriebes 4 drehbar gelagert. Dabei befinden sich die Drehachsen der ersten Abtriebswelle 19, des ersten Sonnenrads 17, des Planetenträgers 12 und des Abtriebsrads 9 des CVT-Getriebes auf einer gemeinsamen Drehachse. Ferner befinden sich auch die Drehachsen des zweiten Sonnenrads 18 und der zweiten Abtriebswelle 20 auf dieser gemeinsamen Drehachse.
  • Das CVT-Getriebe 4 umfasst eine Kegelradpaarung 8 mit einem ersten Kegelrad 23 und einem zweiten Kegelrad 24, deren Abstand zueinander durch einen elektrischen Antriebsmotor 25 variierbar ist. Alternativ kann hierfür auch ein anderer Verstellaktuator 6, insbesondere ein hydraulischer Aktuator, verwendet werden. Das CVT-Getriebe 4 umfasst ferner eine Kette 5, welche die Kegelradpaarung 8 mit dem Abtriebsrad 9 verbindet und somit ein Drehmoment überträgt. Das CVT-Getriebe 4 umfasst auf seiner Abtriebsseite eine zweite Kegelradpaarung, um einen entsprechende stufenlose Verstellung des Übersetzungsverhältnisses zu ermöglichen.
  • Die elektrische Antriebseinheit 21 umfasst zusätzlich zu der Getriebeeinheit 1 einen Elektromotor 2, welcher über eine Antriebswelle 3 mit der Antriebskegelradpaarung 8 des CVT-Getriebes 4 verbunden ist. Die Antriebswelle 3 trägt eine erste Übersetzungsstufe 7, insbesondere ein Zahnrad, welches mit dem Hohlrad 11 des ersten Planetengetriebes 12 in Wirkverbindung steht.
  • Alternativ zu der in 2 dargestellten Ausführungsform sind auch Ausführungsformen mit einer Zwischenwelle möglich. Dabei steht die erste Übersetzungsstufe 7 mit einem Zahnrad in Eingriff, welches drehfest mit der Zwischenwelle verbunden ist. Das Zahnrad steht zudem mit dem Hohlrad 11 des ersten Planetengetriebes 12 in Eingriff, so dass ein Antriebsmoment unter Beibehaltung der Wirkrichtung von der Antriebswelle 3 auf das erste Planetengetriebe 12 und vom ersten Planetengetriebe 12 auf das Stirnraddifferenzial 10 übertragen wird. Alternativ kann die Zwischenwelle auch ein zweites Zahnrad aufweisen, welches ebenfalls drehfest mit der Zwischenwelle verbunden ist, wobei das erste Zahnrad mit der ersten Übersetzungsstufe 7 der Antriebswelle 3 und das zweite Zahnrad mit dem Hohlrad 11 des ersten Planetengetriebes 12 in Eingriff steht.
  • Das Antriebsmoment des Elektromotors 2 wird über die Antriebswelle 3 und die erste Übersetzungsstufe 7 auf das Hohlrad 11 des ersten Planetengetriebes 12 und vom ersten Planetengetriebe 12 auf das Stirnraddifferenzial 10 übertragen. Das Stirnrad-Differenzialgetriebe 10 verteilt im Anschluss das Antriebsmoment auf die beiden Abtriebswellen 19, 20 und somit auf die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges. Erfindungsgemäß wird das erste Planetengetriebe 12 über das CVT-Getriebe 4 mit der Antriebswelle 3 verbunden. Durch das CVT-Getriebe 4 kann die Drehzahl des ersten Planetengetriebes 12 in einer definierten Bandbreite stufenlos verstellt werden. Das Übersetzungsverhältnis ist dabei durch die Endstellungen der Kegelräder 23, 24 der Kegelradpaarung 8 begrenzt. Das Antriebsmoment stützt sich dabei über den Planetenträger 12, das CVT-Getriebe 4 und die Antriebswelle 3 gegen sich selbst ab. Ein Vorteil dieses Konzept liegt darin begründet, dass das CVT-Getriebe 4 vereinfacht ausgeführt werden kann, da über das CVT-Getriebe 4 nur das abstützenden Moment und nicht das vollständige Antriebsmoment übertragen werden muss. Des Weiteren kann die Aktorik 6 des CVT-Getriebes 4 durch eine vereinfachte mechanische oder hydraulische Aktorik umgesetzt werden. Bauartbedingt lässt sich die Verstellung der Übersetzung vorteilhaft mit einem vorgeschalteten ersten Planetengetriebe 12 vor einem als Leichtbau-Differenzial ausgeführten Stirnraddifferenzial 10 umsetzen. Durch die vorgeschlagene Getriebeeinheit 1 ist eine stufenlose Veränderung des Übersetzungsverhältnisses ohne eine Zugkraftunterbrechung möglich, da der Kraftfluss durch kein Trennelement unterbrochen wird. Vielmehr kann das erste Planetengetriebe 12 unter Last geschaltet werden und in Lastwechselsituationen die Übersetzung ändern.
  • Alternativ zu der in 2 dargestellten Variante kann der Elektromotor 2 auch mit einem Planetenrad des ersten Planetengetriebes 12 und das CVT-Getriebe mit einem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes 12 verbunden sein. Ferner ist es möglich, die Kette 5 des CVT-Getriebes 4 durch eine andere reibschlüssige Verbindung, insbesondere durch einen Riemen, zu ersetzen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Getriebeeinheit
    2
    Elektromotor
    3
    Antriebswelle / Getriebeeingangswelle
    4
    Planentengetriebe / CVT-Getriebe
    5
    Kette
    6
    Verstell-Aktuator
    7
    Erste Übersetzungsstufe
    8
    Antriebskegelradpaarung
    9
    Abtriebsrad
    10
    Stirnraddifferenzial
    11
    Hohlrad
    12
    Planetengetriebe
    13
    Erstes Planetenrad
    14
    Zweites Planetenrad
    15
    Drittes Planetenrad
    16
    Viertes Planetenrad
    17
    Erstes Sonnenrad
    18
    Zweites Sonnenrad
    19
    Erste Abtriebswelle
    20
    Zweite Abtriebswelle
    21
    Elektrische Antriebseinheit
    22
    Hohlwelle
    23
    Erstes Kegelrad
    24
    Zweites Kegelrad
    25
    Elektrischer Antriebsmotor
    26
    Zwischenwelle
    27
    Zahnrad
    28
    Zahnrad
    29
    Innenverzahnung
    30
    Planetenträger
    31
    Planetenrad
    32
    Planetenrad
    41
    Sonnenrad
    42
    Planetenträger
    43
    Planetensatz
    44
    Hohlrad
    I
    erste Gangebene
    II
    zweite Gangebene
  • 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 19701859 A1 [0006]
    • DE 19631243 A1 [0007]
    • DE 19755612 A1 [0008]

Claims (10)

  1. Getriebeeinheit (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor (2), umfassend eine Getriebeeingangswelle (3), ein CVT-Getriebe (4), ein erstes Planetengetriebe (12) und ein Stirnraddifferenzial (10), wobei die Getriebeeingangswelle (3) eine erste Übersetzungsstufe (7) trägt, welche zumindest mittelbar mit einem Hohlrad (11) des ersten Planetengetriebes (12) in Wirkverbindung steht, wobei ein Abtriebsrad (9) des CVT-Getriebes (4) drehfest mit dem ersten Planetengetriebe (12) verbunden ist, wobei das erste Planetengetriebe (12) in Wirkverbindung mit einem Planetenträger (30) des Stirnraddifferenzial (10) steht, welcher einen Satz erster Planetenräder (13, 15) trägt, welche mit einem ersten Sonnenrad (17) des Stirnraddifferenzials (10) in Eingriff stehen und einen Satz zweiter Planetenräder (14, 16) trägt, welche mit einem zweiten Sonnenrad (18) des Stirnraddifferenzials (10) in Eingriff stehen, wobei das erste Sonnenrad (17) mit einer ersten Abtriebswelle (19) und das zweite Sonnenrad (18) mit einer zweiten Abtriebswelle (20) verbunden ist.
  2. Getriebeeinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenräder (17, 18) und das Abtriebsrad (9) des CVT-Getriebes auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet sind.
  3. Getriebeeinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Planetengetriebe (12) eine Hohlwelle (22) umfasst, wobei die erste Abtriebswelle (19) und die Hohlwelle (22) des ersten Planetengetriebes (12) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die Abtriebswelle (19) durch die Hohlwelle (22) zumindest abschnittsweise ummantelt wird.
  4. Getriebeeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abtriebswelle (19) drehbar in dem Abtriebsrad (9) des CVT-Getriebes (4) gelagert ist.
  5. Getriebeeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder (31, 32) des ersten Planetengetriebes (12) und die Planetenräder (13, 14, 15, 16) des Stirnraddifferenzials (10) auf gemeinsamen Drehachsen angeordnet sind.
  6. Getriebeeinheit (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder (31, 32) des ersten Planetengetriebes (12) und die Planetenräder (13, 14, 15, 16) des Stirnraddifferenzials auf einem gemeinsamen Planetenträger (30) angeordnet sind.
  7. Elektrische Antriebseinheit (21) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Elektromotor (2), ein CVT-Getriebe (4), ein erstes Planetengetriebe (12) und ein Stirnraddifferenzial (10), wobei der Elektromotor (2) über eine Antriebswelle (3) mit einer Antriebskegelradpaarung (8) des CVT-Getriebes (4) verbunden ist, wobei die Antriebswelle (3) eine erste Übersetzungsstufe (7) trägt, welche zumindest mittelbar mit einem Hohlrad (11) des ersten Planetengetriebes (12) in Wirkverbindung steht, wobei ein Abtriebsrad (9) des CVT-Getriebes (4) drehfest mit dem ersten Planetengetriebe (12) verbunden ist und wobei das erste Planetengetriebe (12) mit einem Planetenträger (30) des Stirnraddifferenzials (10) in Wirkverbindung steht, wobei der Planetenträger (30) einen Satz erster Planetenräder (13, 15), welche mit einem ersten Sonnenrad (17) des Stirnraddifferenzials (10) in Eingriff stehen und einen Satz zweiter Planetenräder (14, 16) trägt, welche mit einem zweiten Sonnenrad (18) des Stirnraddifferenzials (10) in Eingriff stehen, und wobei das erste Sonnenrad (17) mit einer ersten Abtriebswelle (19) und das zweite Sonnenrad (18) mit einer zweiten Abtriebswelle (20) verbunden ist.
  8. Elektrische Antriebseinheit (21) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Antriebskegelradpaarung (8) ein Verstell-Aktuator (6) angeordnet ist, mit welchem der Abstand zwischen den Kegelrädern (23, 24) der Antriebskegelradpaarung (8) variierbar ist.
  9. Elektrische Antriebseinheit (21) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Antriebswelle (3) und dem Hohlrad (11) des ersten Planetengetriebes (12) eine Zwischenwelle angeordnet ist, welche zumindest ein Zahnrad trägt, wobei das Zahnrad mit der ersten Übersetzungsstufe (7) der Antriebswelle (3) und mit dem Hohlrad (11) des ersten Planetengetriebes (12) in Eingriff steht.
  10. Elektrische Antriebseinheit (21) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (11) des ersten Planetengetriebes (12) eine Innenverzahnung (29) aufweist, wobei die Planetenräder (31, 32) des ersten Planetengetriebes (12) mit der Innenverzahnung (29) des Hohlrads (11) in Eingriff stehen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116658579A (zh) * 2023-07-18 2023-08-29 精进电动科技股份有限公司 一种两档驱动总成和新能源汽车

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