DE102018127881A1 - Drive device for a motor vehicle - Google Patents

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Thorsten BIERMANN
Franz Kurth
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine (1) mit einer Rotorwelle (10), die über eine erste und zweite Kupplung (2a, 2b) mit einer Getriebevorrichtung (3) verbindbar ist, wobei die Getriebevorrichtung (3) einen Planetenradsatz (4), einen Stufenplanetenradsatz (5) sowie ein Differentialgetriebe (6) aufweist, wobei der Planetenradsatz (4) ein erstes Sonnenrad (7a), ein erstes Hohlrad (8a) und mehrere Planetenräder (4a) aufweist, die an einem ersten Planetenträger (9a) drehbar gelagert sind und mit dem ersten Sonnenrad (7a) sowie dem ersten Hohlrad (8a) im Zahneingriff stehen, wobei der Stufenplanetenradsatz (5) mehrere Stufenplanetenräder (5a) aufweist, die drehbar an einem zweiten Planetenträger (9b) gelagert sind, wobei jedes Stufenplanetenrad (5a) ein erstes und zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad (5b, 5c) aufweist, wobei das erste Zahnrad (5b) mit einem zweiten Sonnenrad (7b) im Zahneigriff steht, wobei das zweite Zahnrad (5c) mit einem zweiten Hohlrad (8b) im Zahneingriff steht, und wobei der zweite Planetenträger (9b) mit dem Differentialgetriebe (6) wirkverbunden ist, wobei die beiden Hohlräder (8a, 8b) gehäusefest ausgebildet sind, wobei ferner das erste Sonnenrad (7a) mit der ersten Kupplung (2a) wirkverbunden ist, und wobei der erste Planetenträger (9a) mit der zweiten Kupplung (2b) und dem zweiten Sonnenrad (7a) wirkverbunden ist.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, comprising an electrical machine (1) with a rotor shaft (10) which can be connected to a transmission device (3) via a first and second coupling (2a, 2b), the transmission device (3) A planetary gear set (4), a stepped planetary gear set (5) and a differential gear (6), the planetary gear set (4) having a first sun gear (7a), a first ring gear (8a) and a plurality of planet gears (4a) which are connected to a first Planet carriers (9a) are rotatably mounted and mesh with the first sun gear (7a) and the first ring gear (8a), the stepped planet gear set (5) having a plurality of stepped planet gears (5a) which are rotatably mounted on a second planet carrier (9b) , wherein each step planet gear (5a) has a first and second rotationally fixedly connected gear (5b, 5c), the first gear (5b) being in mesh with a second sun gear (7b) where the second gear (5c) is in mesh with a second ring gear (8b), and the second planet carrier (9b) is operatively connected to the differential gear (6), the two ring gears (8a, 8b) being fixed to the housing, furthermore the first sun gear (7a) is operatively connected to the first clutch (2a), and the first planet carrier (9a) is operatively connected to the second clutch (2b) and the second sun gear (7a).

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, comprising an electrical machine.

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 is a drive device with at least one electric drive machine, with at least a first planetary gear with a clutch and with a differential. A rotor shaft of the drive machine is coupled in a rotationally fixed manner to a first connection shaft of the planetary drive formed from at least three connection shafts. A second connecting shaft of the first planetary drive can be fixed against rotation 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 wave of the differential. The shift sleeve can be moved in positive engagement either with the second connecting shaft of the first planetary gear or in a torque-transmitting operative connection with the sum shaft of the differential.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine alternative Antriebsvorrichtung zu schaffen. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object of the present invention is to provide an alternative drive device. The object is achieved by the subject matter of patent claim 1. Preferred embodiments can be found in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine elektrische Maschine mit einer Rotorwelle, die über eine erste und zweite Kupplung mit einer Getriebevorrichtung verbindbar ist, wobei die Getriebevorrichtung einen Planetenradsatz, einen Stufenplanetenradsatz sowie ein Differentialgetriebe aufweist, wobei der Planetenradsatz ein erstes Sonnenrad, ein erstes Hohlrad und mehrere Planetenräder aufweist, die an einem ersten Planetenträger drehbar gelagert sind und mit dem ersten Sonnenrad sowie dem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei der Stufenplanetenradsatz mehrere Stufenplanetenräder aufweist, die drehbar an einem zweiten Planetenträger gelagert sind, wobei jedes Stufenplanetenrad ein erstes und zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad aufweist, wobei das erste Zahnrad mit einem zweiten Sonnenrad im Zahneigriff steht, wobei das zweite Zahnrad mit einem zweiten Hohlrad im Zahneingriff steht, und wobei der zweite Planetenträger mit dem Differentialgetriebe wirkverbunden ist, wobei die beiden Hohlräder gehäusefest ausgebildet sind, wobei ferner das erste Sonnenrad mit der ersten Kupplung wirkverbunden ist, und wobei der erste Planetenträger mit der zweiten Kupplung und dem zweiten Sonnenrad wirkverbunden ist.A drive device according to the invention for a motor vehicle comprises an electrical machine with a rotor shaft which can be connected to a transmission device via a first and a second clutch, the transmission device having a planetary gear set, a stepped planetary gear set and a differential gear, the planetary gear set comprising a first sun gear and a first ring gear and has a plurality of planet gears, which are rotatably mounted on a first planet carrier and mesh with the first sun gear and the first ring gear, the stepped planet gear set having a plurality of stepped planet gears, which are rotatably mounted on a second planet carrier, each stepped planet gear having a first and a second rotationally fixed interconnected gear, the first gear being in mesh with a second sun gear, the second gear in meshing with a second ring gear, and in which the second planet carrier with the Differential gear is operatively connected, wherein the two ring gears are fixed to the housing, wherein the first sun gear is also operatively connected to the first clutch, and wherein the first planet carrier is operatively connected to the second clutch and the second sun gear.

Unter dem Begriff „wirkverbunden“ ist zu verstehen, dass zwei Getriebeelemente direkt miteinander verbunden sein können, oder dass sich zwischen zwei Getriebeelementen noch weitere Getriebeelemente befinden, beispielsweise ein oder mehrere Wellen oder Zahnräder. Insbesondere ist der erste Planetenträger drehfest mit dem zweiten Sonnenrad verbunden. Die beiden Hohlräder sind gehäusefest und somit drehfest mit einem Gehäuse der Getriebevorrichtung verbunden.The term “operatively connected” is to be understood to mean that two gear elements can be directly connected to one another, or that there are further gear elements between two gear elements, for example one or more shafts or gear wheels. In particular, the first planet carrier is rotatably connected to the second sun gear. The two ring gears are fixed to the housing and are thus connected in a rotationally fixed manner to a housing of the transmission device.

Die beiden Kupplungen sind im Leistungsfluss zwischen der Rotorwelle und dem Planetenradsatz angeordnet und dazu vorgesehen, die elektrische Maschine mit der Getriebevorrichtung, insbesondere mit dem Planetenradsatz zu verbinden. Das Differentialgetriebe verteilt die Antriebsleistung und das Antriebsdrehmoment der elektrischen Maschine auf eine erste und zweite Abtriebswelle. Die jeweilige Abtriebswelle ist insbesondere mit einem jeweiligen Rad des Kraftfahrzeugs verbunden, wobei die beiden Abtriebswellen eine Antriebsachse des Kraftfahrzeugs bilden.The two clutches are arranged in the power flow between the rotor shaft and the planetary gear set and are intended to connect the electrical machine to the transmission device, in particular to the planetary gear set. The differential gear distributes the drive power and the drive torque of the electrical machine to a first and second output shaft. The respective output shaft is connected in particular to a respective wheel of the motor vehicle, the two output shafts forming a drive axle of the motor vehicle.

Die elektrische Maschine weist einen gehäusefesten Stator und einen drehbaren Rotor auf, wobei der Rotor über die Rotorwelle mit den beiden Kupplungen wirkverbunden ist. Mithin dient die Rotorwelle als Antriebswelle, die zwischen der elektrischen Maschine und den beiden Kupplungen angeordnet ist. Insbesondere ist ein Aktuator zur Betätigung der beiden Kupplungen vorgesehen, wobei der Aktuator ein Öffnen und Schließen der jeweiligen Kupplung einleitet. Der Aktuator kann hydraulisch, elektromechanisch, elektromagnetisch oder beispielsweise auch pneumatisch betätigbar ausgebildet sein.The electrical machine has a stator fixed to the housing and a rotatable rotor, the rotor being operatively connected to the two clutches via the rotor shaft. The rotor shaft thus serves as the drive shaft, which is arranged between the electrical machine and the two clutches. In particular, an actuator is provided for actuating the two clutches, the actuator initiating opening and closing of the respective clutch. The actuator can be designed to be hydraulically, electromechanically, electromagnetically or, for example, pneumatically actuated.

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, und wobei ein Öffnen beider Kupplungen eine Leistungsabschaltung realisiert.Closing the first clutch and opening the second clutch realizes a first gear ratio, wherein closing the second clutch and opening the first clutch realizes a second gear ratio, and opening both clutches realizes a power cut-off.

Unter einer „Kupplung“ ist eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist. Insbesondere sind die beiden Kupplungen als lastschaltbare Kupplungen ausgebildet. Vorzugsweise sind die beiden Kupplungen zu einer Doppelkupplungsvorrichtung zusammengefasst. Alternativ sind die beiden Kupplungen formschlüssig ausgebildet.A “clutch” is to be understood as a device that has at least one open and one closed state. In particular, the two clutches are designed as power shift clutches. The two clutches are preferably combined to form a double clutch device. Alternatively, the two couplings are designed to be form-fitting.

Eine lastschaltbare Kupplung ist eine reibschlüssige Kupplung, die unter Last zwischen dem geöffneten und dem geschlossenen Zustand 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 sind. Im geschlossenen Zustand der ersten Kupplung sind die Rotorwelle und das erste Sonnenrad drehfest miteinander verbunden. Demgegenüber sind im geschlossenen Zustand der zweiten Kupplung die Rotorwelle, der erste Planetenträger und das zweite Sonnenrad drehfest miteinander verbunden.A powershift clutch is a friction clutch that can be switched between open and closed under load. In the open state, the respective clutch does not transmit any torque. The respective clutch thus only transmits at least partially in one closed state, a torque between two shafts operatively connected to this respective clutch, the two shafts being non-rotatably connected to one another in the closed state of this respective clutch. In the closed state of the first clutch, the rotor shaft and the first sun gear are connected to one another in a rotationally fixed manner. In contrast, in the closed state of the second clutch, the rotor shaft, the first planet carrier and the second sun gear are connected to one another in a rotationally fixed manner.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Differentialgetriebe als Kegelraddifferential ausgebildet. An einem Differentialkorb des Differentialgetriebes sind zwei Ausgleichsräder drehbar gelagert, die mit zwei Kegelräder im Zahneingriff stehen. Das erste Kegelrad ist drehfest mit der ersten Abtriebswelle verbunden. Ferner ist das zweite Kegelrad drehfest mit der zweiten Abtriebswelle verbunden.According to a preferred embodiment of the invention, the differential gear is designed as a bevel gear differential. Two differential gears are rotatably mounted on a differential cage of the differential gear, which mesh with two bevel gears. The first bevel gear is rotatably connected to the first output shaft. Furthermore, the second bevel gear is rotatably connected to the second output shaft.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Differentialgetriebe als Stirnraddifferential ausgebildet und weist zwei Planetenradsätze mit jeweils mehreren ersten und zweiten Planetenrädern auf. Die jeweiligen Planetenräder des Differentialgetriebes sind an einem Differentialkorb des Differentialgetriebes drehbar gelagert, wobei der Differentialkorb als Planetenträger ausgebildet ist. Die ersten Planetenräder des Differentialgetriebes stehen mit einem ersten Stirnrad, das mit der ersten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, im Zahneingriff, wobei die zweiten Planetenräder des Differentialgetriebes mit einem zweiten Stirnrad, das mit der zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, im Zahneingriff stehen. Ferner stehen die ersten Planetenräder des Differentialgetriebes paarweise mit den zweiten Planetenrädern des Differentialgetriebes im Zahneingriff.According to an alternative embodiment of the invention, the differential gear is designed as a spur gear differential and has two planetary gear sets, each with a plurality of first and second planetary gears. The respective planet gears of the differential gear are rotatably mounted on a differential cage of the differential gear, the differential cage being designed as a planet carrier. The first planet gears of the differential gear mesh with a first spur gear, which is non-rotatably connected to the first output shaft, the second planet gears of the differential gear mesh with a second spur gear, which is non-rotatably connected to the second output shaft. Furthermore, the first planet gears of the differential gear are in pairs with the second planet gears of the differential gear.

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 eine Verzahnung, ein Sonnenrad, ein Hohlrad, ein Planetenrad und ein Ritzel zu verstehen.Two gearwheels that mesh with one another are provided for transmitting a torque and a speed from one gearwheel to the other gearwheel. A gearwheel is to be understood, for example, as a toothing, a sun gear, a ring gear, a planet gear and a pinion.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Differentialgetriebe achsparallel zum Planetenradsatz und zum Stufenplanetenradsatz angeordnet.According to a preferred embodiment of the invention, the differential gear is arranged axially parallel to the planetary gear set and to the stepped planetary gear set.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Differentialgetriebe koaxial zum Planetenradsatz und zum Stufenplanetenradsatz angeordnet.According to a further preferred embodiment of the invention, the differential gear is arranged coaxially with the planetary gear set and with the stepped planetary gear set.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Differentialgetriebe quer zum Planetenradsatz und zum Stufenplanetenradsatz angeordnet. Mithin sind die beiden Abtriebswellen des Differentialgetriebes quer und somit um 90° verdreht zum Planetenradsatz und zum Stufenplanetenradsatz ausgebildet.According to a further preferred embodiment of the invention, the differential gear is arranged transversely to the planetary gear set and to the step planetary gear set. Thus, the two output shafts of the differential gear are transverse and thus rotated by 90 ° to the planetary gear set and to the stepped planetary gear set.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Planetenträger über einen Winkeltrieb mit dem Differentialgetriebe wirkverbunden. Insbesondere ist der zweite Planetenträger mit einem Zahnrad verbunden, wobei das Zahnrad mit einem weiteren Zahnrad am Differentialgetriebe im Zahneingriff steht. Das Zahnrad am Differentialgetriebe ist beispielsweise mit einem Differentialkorb des Differentialgetriebes wirkverbunden. Die beiden Zahnräder bilden somit den Winkeltrieb und ermöglichen die Anordnung des Differentialgetriebes quer zur elektrischen Maschine und zum Planetenradsatz sowie zum Stufenplanetenradsatz.According to a preferred embodiment of the invention, the second planet carrier is operatively connected to the differential gear via an angular drive. In particular, the second planet carrier is connected to a gearwheel, the gearwheel meshing with another gearwheel on the differential gear. The gearwheel on the differential gear is, for example, operatively connected to a differential carrier of the differential gear. The two gears thus form the angular drive and enable the arrangement of the differential gear transverse to the electrical machine and to the planetary gear set and to the stepped planetary gear set.

Vorzugsweise ist die elektrische Maschine achsparallel zum Planetenradsatz und zum Stufenplanetenradsatz angeordnet. Mit anderen Worten ist die Rotorwelle achsparallel zum Planetenradsatz und zum Stufenplanetenradsatz ausgebildet.The electrical machine is preferably arranged axially parallel to the planetary gear set and to the stepped planetary gear set. In other words, the rotor shaft is axially parallel to the planetary gear set and to the stepped planetary gear set.

Alternativ ist die elektrische Maschine koaxial zum Planetenradsatz und zum Stufenplanetenradsatz angeordnet. Mit anderen Worten drehen die Rotorwelle sowie der Planetenradsatz und der Stufenplanetenradsatz um eine gemeinsame Drehachse.Alternatively, the electrical machine is arranged coaxially with the planetary gear set and with the stepped planetary gear set. In other words, the rotor shaft and the planetary gear set and the stepped planetary gear set rotate about a common axis of rotation.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Rotorwelle ein erstes und zweites drehfest daran angeordnetes Ritzel auf, wobei das erste Ritzel mit der ersten Kupplung wirkverbunden ist, und wobei das zweite Ritzel mit der zweiten Kupplung wirkverbunden ist. Mithin ist die Rotorwelle als Doppelritzelwelle ausgebildet. Vorzugsweise weist das erste Ritzel einen kleineren Durchmesser als das zweite Ritzel auf. Insbesondere steht das jeweilige Ritzel mit einem jeweiligen verzahnten Kupplungselement der jeweiligen Kupplung im Zahneingriff.According to a preferred embodiment, the rotor shaft has a first and a second pinion arranged in a rotationally fixed manner thereon, the first pinion being operatively connected to the first clutch, and the second pinion being operatively connected to the second clutch. The rotor shaft is therefore designed as a double pinion shaft. The first pinion preferably has a smaller diameter than the second pinion. In particular, the respective pinion meshes with a respective toothed coupling element of the respective coupling.

Bevorzugt ist der zweite Planetenträger drehfest mit einem Abtriebszahnrad verbunden, wobei das Abtriebszahnrad mit einer Verzahnung eines Differentialkorbs des Differentialgetriebes im Zahneingriff steht. Mithin wird über den Zahneingriff zwischen dem Abtriebszahnrad und der Verzahnung am Differentialkorb Antriebsleistung in das achsparallel zur elektrischen Maschine angeordnete Differentialgetriebe eingespeist. Insbesondere ist das Abtriebszahnrad achsparallel zum Differentialgetriebe angeordnet. Vorzugsweise ist das Abtriebszahnrad auf einer gemeinsamen Achse mit der elektrischen Maschine und somit auch mit der Rotorwelle angeordnet. Alternativ ist das Abtriebszahnrad achsparallel zur elektrischen Maschine und somit auch zur Rotorwelle angeordnet.The second planet carrier is preferably connected in a rotationally fixed manner to an output gearwheel, the output gearwheel being in meshing engagement with a toothing of a differential carrier of the differential gear. Drive power is therefore fed into the differential gear arranged parallel to the axis of the electrical machine via the tooth mesh between the driven gear and the teeth on the differential cage. In particular, the driven gear is arranged axially parallel to the differential gear. The output gearwheel is preferably arranged on a common axis with the electrical machine and thus also with the rotor shaft. Alternatively, the driven gear is axially parallel arranged to the electrical machine and thus also to the rotor shaft.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung vier bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der 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,
  • 3 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und
  • 4 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
Further measures improving the invention are shown below together with the description of four preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the figures. It shows
  • 1 1 shows a simplified schematic illustration to illustrate the structure of a drive device according to the invention in accordance with a first exemplary embodiment,
  • 2nd 1 shows a simplified schematic illustration to illustrate the structure of a drive device according to the invention in accordance with a second exemplary embodiment,
  • 3rd a simplified schematic representation to illustrate the structure of a drive device according to the invention according to a third embodiment, and
  • 4th a simplified schematic representation to illustrate the structure of a drive device according to the invention according to a fourth embodiment.

Gemäß den 1, 2, 3 und 4 weist eine jeweilige erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug eine elektrische Maschine 1 mit einer Rotorwelle 10 auf, die über eine erste und zweite Kupplung 2a, 2b mit einer Getriebevorrichtung 3 verbindbar ist. Die elektrische Maschine 1 umfasst einen Stator sowie einen Rotor. Eine Antriebsleistung der elektrischen Maschine 1 wird über die Rotorwelle 10 in die Getriebevorrichtung 3 eingeleitet. Ein Schließen der ersten Kupplung 2a und ein Öffnen der zweiten Kupplung 2b realisier eine erste Getriebeübersetzung. Demgegenüber realisiert ein Schließen der zweiten Kupplung 2b und ein Öffnen der ersten Kupplung 2a eine zweite Getriebeübersetzung. Ein Öffnen beider Kupplungen 2a, 2b realisiert eine Leistungsabschaltung und trennt somit die elektrische Maschine 1 von der Getriebevorrichtung 3.According to the 1 , 2nd , 3rd and 4th a respective drive device according to the invention for an automobile (not shown here) has an electrical machine 1 with a rotor shaft 10th on that via a first and second clutch 2a , 2 B with a gear device 3rd is connectable. The electrical machine 1 includes a stator and a rotor. A driving power of the electrical machine 1 is about the rotor shaft 10th in the gear device 3rd initiated. Closing the first clutch 2a and opening the second clutch 2 B realize a first gear ratio. In contrast, the second clutch is closed 2 B and opening the first clutch 2a a second gear ratio. An opening of both clutches 2a , 2 B implements a power cut-off and thus disconnects the electrical machine 1 from the gear device 3rd .

Die Getriebevorrichtung 1 umfasst einen Planetenradsatz 4, einen Stufenplanetenradsatz 5 sowie ein Differentialgetriebe 6. Der Planetenradsatz 4 umfasst ein erstes Sonnenrad 7a, ein erstes Hohlrad 8a und mehrere Planetenräder 4a, die an einem ersten Planetenträger 9a drehbar gelagert sind und mit dem ersten Sonnenrad 7a sowie mit dem ersten Hohlrad 8a im Zahneingriff stehen. Der Stufenplanetenradsatz 5 umfasst mehrere Stufenplanetenräder 5a, die drehbar an einem zweiten Planetenträger 9b gelagert sind, wobei jedes Stufenplanetenrad 5a ein erstes und zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad 5b, 5c aufweist. Das erste Zahnrad 5b steht mit einem zweiten Sonnenrad 7b im Zahneigriff und das zweite Zahnrad 5c steht mit einem zweiten Hohlrad 8b im Zahneingriff. Die beiden Hohlräder 8a, 8b sind gehäusefest ausgebildet. Der zweite Planetenträger 9b ist mit dem Differentialgetriebe 6 wirkverbunden. Das erste Sonnenrad 7a ist mit der ersten Kupplung 2a wirkverbunden. Der erste Planetenträger 9a ist mit der zweiten Kupplung 2b und dem zweiten Sonnenrad 7a wirkverbunden. Vorliegend ist aufgrund der Schnittdarstellung lediglich ein einziges Planetenrad 4a und ein einziges Stufenplanetenrad 5a dargestellt. Das Differentialgetriebe 6 ist dazu vorgesehen, eine Antriebsleistung der elektrischen Maschine 1 auf eine erste und zweite Abtriebswelle 17a, 17b der Getriebevorrichtung 3 zu verteilen.The gear device 1 includes a planetary gear set 4th , a stepped planetary gear set 5 as well as a differential gear 6 . The planetary gear set 4th includes a first sun gear 7a , a first ring gear 8a and several planet gears 4a that on a first planet carrier 9a are rotatably mounted and with the first sun gear 7a as well as with the first ring gear 8a mesh with teeth. The stepped planetary gear set 5 includes several stepped planet gears 5a that are rotatable on a second planet carrier 9b are stored, each stepped planet gear 5a a first and second non-rotatably connected gear 5b , 5c having. The first gear 5b stands with a second sun gear 7b in the tooth grip and the second gear 5c stands with a second ring gear 8b in meshing. The two ring gears 8a , 8b are designed to be fixed to the housing. The second planet carrier 9b is with the differential gear 6 connected. The first sun gear 7a is with the first clutch 2a connected. The first planet carrier 9a is with the second clutch 2 B and the second sun gear 7a connected. Due to the sectional view, there is only a single planet gear 4a and a single step planet gear 5a shown. The differential gear 6 is intended to drive the electrical machine 1 on a first and second output shaft 17a , 17b the transmission device 3rd to distribute.

Gemäß 1 ist die elektrische Maschine 1 achsparallel zum Differentialgetriebe 6 angeordnet. Ferner ist die elektrische Maschine 1 koaxial zum Planetenradsatz 4 und zum Stufenplanetenradsatz 5 angeordnet. Der Planetenradsatz 4 und der Stufenplanetenradsatz 5 rotieren um eine erste Drehachse 15. Die Rotorwelle 10 rotiert um eine zweite Drehachse 16, wobei die erste und zweite Drehachse 15, 16 identisch sind. Die beiden Abtriebswellen 17a, 17b des Differentialgetriebes 6 rotieren um eine dritte Drehachse 18, die parallel zur ersten und zweiten Drehachse 15, 16 ausgebildet ist. Der zweite Planetenträger 4b ist drehfest mit einem Abtriebszahnrad 11 verbunden, wobei das Abtriebszahnrad 11 mit einer Verzahnung 12 eines Differentialkorbs 13 des Differentialgetriebes 6 im Zahneingriff steht. Das Abtriebszahnrad 11 ist auf der ersten Drehachse 15 angeordnet.According to 1 is the electrical machine 1 axially parallel to the differential gear 6 arranged. Furthermore, the electrical machine 1 coaxial to the planetary gear set 4th and to the stepped planetary gear set 5 arranged. The planetary gear set 4th and the stepped planetary gear set 5 rotate about a first axis of rotation 15 . The rotor shaft 10th rotates around a second axis of rotation 16 , with the first and second axes of rotation 15 , 16 are identical. The two output shafts 17a , 17b of the differential gear 6 rotate about a third axis of rotation 18th that are parallel to the first and second axes of rotation 15 , 16 is trained. The second planet carrier 4b is non-rotatable with an output gear 11 connected, the output gear 11 with a toothing 12th a differential cage 13 of the differential gear 6 is in mesh. The output gear 11 is on the first axis of rotation 15 arranged.

Gemäß 2 ist die elektrische Maschine 1 achsparallel zum Differentialgetriebe 6 angeordnet. Ferner ist die elektrische Maschine 1 auch achsparallel zum Planetenradsatz 4 und zum Stufenplanetenradsatz 5 angeordnet. Der Planetenradsatz 4 und der Stufenplanetenradsatz 5 rotieren um eine erste Drehachse 15. Die Rotorwelle 10 rotiert um eine zweite Drehachse 16. Die beiden Abtriebswellen 17a, 17b des Differentialgetriebes 6 rotieren um eine dritte Drehachse 18. Die drei Drehachsen 15, 16, 18 sind parallel zueinander ausgebildet. Die Rotorwelle 10 weist ein erstes und zweites drehfest daran angeordnetes Ritzel 10a, 10b auf, wobei das erste Ritzel 10a mit der ersten Kupplung 2a wirkverbunden ist, und wobei das zweite Ritzel 10b mit der zweiten Kupplung 2b wirkverbunden ist. Der zweite Planetenträger 4b ist drehfest mit einem Abtriebszahnrad 11 verbunden, wobei das Abtriebszahnrad 11 mit einer Verzahnung 12 eines Differentialkorbs 13 des Differentialgetriebes 6 im Zahneingriff steht. Das Abtriebszahnrad 11 ist auf der ersten Drehachse 15 angeordnet.According to 2nd is the electrical machine 1 axially parallel to the differential gear 6 arranged. Furthermore, the electrical machine 1 also axially parallel to the planetary gear set 4th and to the stepped planetary gear set 5 arranged. The planetary gear set 4th and the stepped planetary gear set 5 rotate one first axis of rotation 15 . The rotor shaft 10th rotates around a second axis of rotation 16 . The two output shafts 17a , 17b of the differential gear 6 rotate about a third axis of rotation 18th . The three axes of rotation 15 , 16 , 18th are formed parallel to each other. The rotor shaft 10th has a first and second sprocket rotatably arranged thereon 10a , 10b on, with the first sprocket 10a with the first clutch 2a is operatively connected, and wherein the second pinion 10b with the second clutch 2 B is connected. The second planet carrier 4b is non-rotatable with an output gear 11 connected, the output gear 11 with a toothing 12th a differential cage 13 of the differential gear 6 is in mesh. The output gear 11 is on the first axis of rotation 15 arranged.

Gemäß 3 ist die elektrische Maschine 1 koaxial zum Planetenradsatz 4 und zum Stufenplanetenradsatz 5 angeordnet. Der Planetenradsatz 4 und der Stufenplanetenradsatz 5 rotieren um eine erste Drehachse 15. Die Rotorwelle 10 rotiert um eine zweite Drehachse 16, wobei die erste und zweite Drehachse 15, 16 identisch sind. Die beiden Abtriebswellen 17a, 17b des Differentialgetriebes 6 rotieren um eine dritte Drehachse 18, die quer zur ersten und zweiten Drehachse 15, 16 angeordnet ist. Der zweite Planetenträger 9b ist über einen Winkeltrieb 14 mit dem Differentialgetriebe 6 wirkverbunden. Mit anderen Worten sind die elektrische Maschine 1, der Planetenradsatz 4 und der Stufenplanetenradsatz 5 in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet, wobei das Differentialgetriebe 6 quer dazu angeordnet ist.According to 3rd is the electrical machine 1 coaxial to the planetary gear set 4th and to the stepped planetary gear set 5 arranged. The planetary gear set 4th and the stepped planetary gear set 5 rotate about a first axis of rotation 15 . The rotor shaft 10th rotates around a second axis of rotation 16 , with the first and second axes of rotation 15 , 16 are identical. The two output shafts 17a , 17b of the differential gear 6 rotate about a third axis of rotation 18th that are transverse to the first and second axes of rotation 15 , 16 is arranged. The second planet carrier 9b is about an angular drive 14 with the differential gear 6 connected. In other words, the electrical machine 1 , the planetary gear set 4th and the stepped planetary gear set 5 arranged in the longitudinal direction of the vehicle, the differential gear 6 is arranged transversely to it.

Gemäß 4 ist die elektrische Maschine 1 achsparallel zum Planetenradsatz 4 und zum Stufenplanetenradsatz 5 angeordnet. Der Planetenradsatz 4 und der Stufenplanetenradsatz 5 rotieren um eine erste Drehachse 15. Die Rotorwelle 10 rotiert um eine zweite Drehachse 16. Die beiden Abtriebswellen 17a, 17b des Differentialgetriebes 6 rotieren um eine dritte Drehachse 18, die quer zur ersten und zweiten Drehachse 15, 16 angeordnet ist. Die erste und zweite Drehachse 15, 16 sind parallel zueinander ausgebildet. Der zweite Planetenträger 9b ist über einen Winkeltrieb 14 mit dem Differentialgetriebe 6 wirkverbunden. Mit anderen Worten sind die elektrische Maschine 1, der Planetenradsatz 4 und der Stufenplanetenradsatz 5 in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet, wobei das Differentialgetriebe 6 quer dazu angeordnet ist. Die Rotorwelle 10 weist ein erstes und zweites drehfest daran angeordnetes Ritzel 10a, 10b auf, wobei das erste Ritzel 10a mit der ersten Kupplung 2a wirkverbunden ist, und wobei das zweite Ritzel 10b mit der zweiten Kupplung 2b wirkverbunden ist.According to 4th is the electrical machine 1 axially parallel to the planetary gear set 4th and to the stepped planetary gear set 5 arranged. The planetary gear set 4th and the stepped planetary gear set 5 rotate about a first axis of rotation 15 . The rotor shaft 10th rotates around a second axis of rotation 16 . The two output shafts 17a , 17b of the differential gear 6 rotate about a third axis of rotation 18th that are transverse to the first and second axes of rotation 15 , 16 is arranged. The first and second axes of rotation 15 , 16 are formed parallel to each other. The second planet carrier 9b is about an angular drive 14 with the differential gear 6 connected. In other words, the electrical machine 1 , the planetary gear set 4th and the stepped planetary gear set 5 arranged in the longitudinal direction of the vehicle, the differential gear 6 is arranged transversely to it. The rotor shaft 10th has a first and second sprocket rotatably arranged thereon 10a , 10b on, with the first sprocket 10a with the first clutch 2a is operatively connected, and wherein the second pinion 10b with the second clutch 2 B is connected.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
elektrische Maschineelectrical machine
2a, 2b2a, 2b
Kupplungclutch
33rd
GetriebevorrichtungGear device
44th
PlanetenradsatzPlanetary gear set
4a4a
PlanetenradPlanet gear
55
StufenplanetenradsatzStepped planetary gear set
5a5a
StufenplanetenradStepped planet gear
5b, 5c5b, 5c
Zahnradgear
66
DifferentialgetriebeDifferential gear
7a, 7b7a, 7b
SonnenradSun gear
8a, 8b8a, 8b
HohlradRing gear
9a, 9b9a, 9b
PlanetenträgerPlanet carrier
1010th
RotorwelleRotor shaft
10a, 10b10a, 10b
Ritzelpinion
1111
AbtriebszahnradOutput gear
1212
VerzahnungGearing
1313
DifferentialkorbDifferential cage
1414
WinkeltriebAngular drive
1515
erste Drehachsefirst axis of rotation
1616
zweite Drehachsesecond axis of rotation
17a, 17b17a, 17b
AbtriebswelleOutput shaft
1818th
dritte Drehachsethird axis of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102011088668 A1 [0002]DE 102011088668 A1 [0002]

Claims (10)

Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine (1) mit einer Rotorwelle (10), die über eine erste und zweite Kupplung (2a, 2b) mit einer Getriebevorrichtung (3) verbindbar ist, wobei die Getriebevorrichtung (3) einen Planetenradsatz (4), einen Stufenplanetenradsatz (5) sowie ein Differentialgetriebe (6) aufweist, wobei der Planetenradsatz (4) ein erstes Sonnenrad (7a), ein erstes Hohlrad (8a) und mehrere Planetenräder (4a) aufweist, die an einem ersten Planetenträger (9a) drehbar gelagert sind und mit dem ersten Sonnenrad (7a) sowie dem ersten Hohlrad (8a) im Zahneingriff stehen, wobei der Stufenplanetenradsatz (5) mehrere Stufenplanetenräder (5a) aufweist, die drehbar an einem zweiten Planetenträger (9b) gelagert sind, wobei jedes Stufenplanetenrad (5a) ein erstes und zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad (5b, 5c) aufweist, wobei das erste Zahnrad (5b) mit einem zweiten Sonnenrad (7b) im Zahneigriff steht, wobei das zweite Zahnrad (5c) mit einem zweiten Hohlrad (8b) im Zahneingriff steht, und wobei der zweite Planetenträger (9b) mit dem Differentialgetriebe (6) wirkverbunden ist, wobei die beiden Hohlräder (8a, 8b) gehäusefest ausgebildet sind, wobei ferner das erste Sonnenrad (7a) mit der ersten Kupplung (2a) wirkverbunden ist, und wobei der erste Planetenträger (9a) mit der zweiten Kupplung (2b) und dem zweiten Sonnenrad (7a) wirkverbunden ist.Drive device for a motor vehicle, comprising an electrical machine (1) with a rotor shaft (10) which can be connected to a transmission device (3) via a first and second clutch (2a, 2b), the transmission device (3) having a planetary gear set (4 ), a stepped planetary gear set (5) and a differential gear (6), the planetary gear set (4) having a first sun gear (7a), a first ring gear (8a) and a plurality of planet gears (4a) which are attached to a first planet carrier (9a) are rotatably mounted and mesh with the first sun gear (7a) and the first ring gear (8a), the stepped planet gear set (5) having a plurality of stepped planet gears (5a) which are rotatably mounted on a second planet carrier (9b), each stepped planet gear (5a) has a first and a second gear (5b, 5c) connected in a rotationally fixed manner, the first gear (5b) being in tooth engagement with a second sun gear (7b), the second gear (5c) is in mesh with a second ring gear (8b), and wherein the second planet carrier (9b) is operatively connected to the differential gear (6), the two ring gears (8a, 8b) being fixed to the housing, the first sun gear (7a) also being connected the first clutch (2a) is operatively connected, and the first planet carrier (9a) is operatively connected to the second clutch (2b) and the second sun gear (7a). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialgetriebe (6) achsparallel zum Planetenradsatz (4) und zum Stufenplanetenradsatz (5) angeordnet ist.Drive device after Claim 1 , characterized in that the differential gear (6) is arranged axially parallel to the planetary gear set (4) and to the stepped planetary gear set (5). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialgetriebe (6) koaxial zum Planetenradsatz (4) und zum Stufenplanetenradsatz (5) angeordnet ist.Drive device after Claim 1 , characterized in that the differential gear (6) is arranged coaxially to the planetary gear set (4) and to the stepped planetary gear set (5). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialgetriebe (6) quer zum Planetenradsatz (4) und zum Stufenplanetenradsatz (5) angeordnet ist.Drive device after Claim 1 , characterized in that the differential gear (6) is arranged transversely to the planetary gear set (4) and to the stepped planetary gear set (5). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (9b) über einen Winkeltrieb (14) mit dem Differentialgetriebe (6) wirkverbunden ist.Drive device after Claim 4 , characterized in that the second planet carrier (9b) is operatively connected to the differential gear (6) via an angular drive (14). Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (1) achsparallel zum Planetenradsatz (4) und zum Stufenplanetenradsatz (5) angeordnet ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical machine (1) is arranged axially parallel to the planetary gear set (4) and to the stepped planetary gear set (5). Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (1) koaxial zum Planetenradsatz (4) und zum Stufenplanetenradsatz (5) angeordnet ist.Drive device according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the electrical machine (1) is arranged coaxially to the planetary gear set (4) and to the stepped planetary gear set (5). Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (10) ein erstes und zweites drehfest daran angeordnetes Ritzel (10a, 10b) aufweist, wobei das erste Ritzel (10a) mit der ersten Kupplung (2a) wirkverbunden ist, und wobei das zweite Ritzel (10b) mit der zweiten Kupplung (2b) wirkverbunden ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor shaft (10) has a first and second pinion (10a, 10b) arranged in a rotationally fixed manner thereon, the first pinion (10a) being operatively connected to the first clutch (2a), and wherein the second pinion (10b) is operatively connected to the second clutch (2b). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Planetenträger (4b) drehfest mit einem Abtriebszahnrad (11) verbunden ist, wobei das Abtriebszahnrad (11) mit einer Verzahnung (12) eines Differentialkorbs (13) des Differentialgetriebes (6) im Zahneingriff steht.Drive device after Claim 2 , characterized in that the second planet carrier (4b) is connected in a rotationally fixed manner to an output gear (11), the output gear (11) being in meshing engagement with a toothing (12) of a differential carrier (13) of the differential gear (6). Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schließen der ersten Kupplung (2a) und ein Öffnen der zweiten Kupplung (2b) eine erste Getriebeübersetzung realisiert, wobei ein Schließen der zweiten Kupplung (2b) und ein Öffnen der ersten Kupplung (2a) eine zweite Getriebeübersetzung realisiert, und wobei ein Öffnen beider Kupplungen (2a, 2b) eine Leistungsabschaltung realisiert.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that closing the first clutch (2a) and opening the second clutch (2b) realizes a first gear ratio, wherein closing the second clutch (2b) and opening the first clutch (2a ) realizes a second gear ratio, and opening both clutches (2a, 2b) realizes a power cut-off.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011088668A1 (en) 2011-12-15 2013-06-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Driving apparatus for vehicle e.g. hybrid vehicle, has shift collar that is engaged with connecting shaft of gear box or torque-transmitting shaft, connected with driven shaft of differential and displaceable relative to terminal shaft

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