DE102018128780A1 - Drive device with two freewheels between two planetary stages - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Eingangswelle (2) zum Einleiten eines Drehmoments, mit einer der Eingangswelle (2) im Drehmomentfluss nachgelagerten ersten Planetenstufe (3) und einer der ersten Planetenstufe (3) im Drehmomentfluss nachgelagerten zweiten Planetenstufe (4), wobei die Planetenstufen (3, 4) jeweils einen Planetenträger (5), zumindest einen drehbar an dem Planetenträger (5) angebunden Planeten (6), eine mit dem Planeten (6) in Zahneingriff stehende Sonne (7) und ein mit dem Planeten (6) in Zahneingriff stehendes Hohlrad (8) aufweisen, und mit zwei Freiläufen (9), wobei die beiden Freiläufe (9) so im Drehmomentfluss zwischen der ersten Planetenstufe (3) und der zweiten Planetenstufe (4) angeordnet sind, dass zumindest eine der beiden Planetenstufen (3, 4) in einem Schubbetrieb im Drehmomentfluss überbrückt ist.The invention relates to a drive device (1) for a motor vehicle, with an input shaft (2) for introducing a torque, with a first planetary stage (3) downstream of the input shaft (2) in the torque flow and a second planetary stage downstream of the first planetary stage (3) Planetary stage (4), the planetary stages (3, 4) each having a planet carrier (5), at least one planet (6) rotatably connected to the planet carrier (5), a sun (7) meshing with the planet (6) and have a ring gear (8) which meshes with the planet (6), and with two freewheels (9), the two freewheels (9) being arranged in the torque flow between the first planetary stage (3) and the second planetary stage (4) that at least one of the two planetary stages (3, 4) is bridged in the overrun mode in the torque flow.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Eingangswelle zum Einleiten eines Drehmoments, das beispielsweise von einer Antriebsmaschine, wie einer Verbrennungskraftmaschine oder einer Elektromaschine, erzeugt wird, mit einer der Eingangswelle im Drehmomentfluss nachgelagerten ersten Planetenstufe, vorzugsweise einer Eingangsstufe, und einer der ersten Planetenstufe im Drehmomentfluss nachgelagerten zweiten Planetenstufe, vorzugsweise einer Laststufe, wobei die Planetenstufen jeweils einen Planetenträger, zumindest einen drehbar an dem Planetenträger angebunden Planeten, eine mit dem Planeten in Zahneingriff stehende Sonne/Sonnenrad und ein mit dem Planeten in Zahneingriff stehendes Hohlrad aufweisen, und mit zwei Freiläufen. Dabei wird der Drehmomentfluss in einem Zugbetrieb betrachtet. In dem Zugbetrieb wird das Drehmoment von der Antriebsmaschine in eine Getriebevorrichtung eingeleitet. Das heißt, dass ein Drehmoment von der Eingangswelle über die erste Planetenstufe an die zweite Planetenstufe weitergegeben wird. Von dort wird das Drehmoment an ein Differenzial/eine Getriebevorrichtung weitergegeben. Demgegenüber ist der Drehmomentfluss in einem Schubbetrieb umgekehrt. Das heißt, dass das Drehmoment von der Getriebevorrichtung in die Antriebsmaschine eingeleitet wird.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, having an input shaft for introducing a torque which is generated, for example, by a drive machine, such as an internal combustion engine or an electric machine, with a first planetary stage, preferably an input stage, downstream of the input shaft in the torque flow, and one of the first planetary stage in the torque flow downstream second planetary stage, preferably a load stage, the planetary stages each having a planet carrier, at least one planet rotatably connected to the planet carrier, a sun / sun gear meshing with the planet and a ring gear meshing with the planet, and with two freewheels. The torque flow in a train operation is considered. In the traction mode, the torque is introduced into a transmission device by the drive machine. This means that a torque is passed on from the input shaft via the first planetary stage to the second planetary stage. From there, the torque is passed on to a differential / a transmission device. In contrast, the torque flow is reversed in overrun mode. That is, the torque is introduced from the transmission device into the prime mover.
Aus dem Stand der Technik sind bereits solche Antriebsvorrichtungen mit Freiläufen bekannt, bei denen eine Übersetzung im Schubbetrieb und Zugbetrieb unterschiedlich ist. Zum Beispiel offenbart die
Der Stand der Technik hat jedoch den Nachteil, dass bei bekannten Antriebsvorrichtungen die Freiläufe so angeordnet sind, dass die Antriebsmaschine oftmals bei hohen Geschwindigkeiten komplett abgekoppelt wird. Dies ist nicht in jedem Fall erstrebenswert.However, the prior art has the disadvantage that, in known drive devices, the freewheels are arranged in such a way that the drive machine is often completely uncoupled at high speeds. This is not always desirable.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nacheile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu verringern. Insbesondere soll eine Antriebsvorrichtung bereitgestellt werden, die verschiedene Übersetzungen im Zugbetrieb und im Schubbetrieb ermöglicht. Insbesondere sollen im Zugbetrieb hohe Übersetzungen und im Schubbetrieb niedrigere Übersetzungen realisiert werden.It is therefore the object of the invention to avoid or at least reduce the disadvantages of the prior art. In particular, a drive device is to be provided which enables different ratios in the train mode and in the overrun mode. In particular, high ratios should be achieved in train operation and lower ratios in push operation.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die beiden Freiläufe so im Drehmomentfluss zwischen der ersten Planetenstufe und der zweiten Planetenstufe angeordnet sind, dass zumindest eine der beiden Planetenstufen in einem Schubbetrieb im Drehmomentfluss überbrückt ist. Das heißt also, dass durch die erfindungsgemäße Anordnung der Freiläufe im Zugbetrieb beide Planetenstufen und im Schubbetrieb nur eine oder gar keine der Planetenstufen genutzt werden, so dass das Drehmoment im Zugbetrieb stärker übersetzt wird als im Schubbetrieb.The object of the invention is achieved in a generic device according to the invention in that the two freewheels are arranged in the torque flow between the first planetary stage and the second planetary stage in such a way that at least one of the two planetary stages is bridged in the torque flow in a coasting operation. This means that the arrangement of the freewheels according to the invention in pulling operation uses both planetary stages and in pushing operation only one or none of the planetary stages, so that the torque is translated more strongly in pulling operation than in pushing operation.
Dies hat den Vorteil, dass im Schubbetrieb eine niedrigere Übersetzung als im Zugbetrieb umgesetzt ist und gleichzeitig die Antriebsmaschine nicht vollständig vom Antriebsstrang abgekoppelt wird, so dass eine Rekuperation ermöglicht bleibt.This has the advantage that a lower transmission ratio is implemented in pushing operation than in traction operation and at the same time the drive machine is not completely decoupled from the drive train, so that recuperation remains possible.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.
Zudem ist es von Vorteil, wenn die zweite Planetenstufe im Schubbetrieb überbrückt ist. Die zweite Planetenstufe ist üblicherweise die Laststufe und weist eine größere Übersetzung als die erste Planetenstufe auf. Dadurch wird also in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass der Übersetzungsunterschied zwischen dem Zugbetrieb und dem Schubbetrieb vergleichsweise groß ist.It is also advantageous if the second planetary stage is bridged in overrun mode. The second planetary stage is usually the load stage and has a larger transmission ratio than the first planetary stage. This advantageously ensures that the transmission ratio difference between the train operation and the push operation is comparatively large.
In einer alternativen Ausführungsform können die erste und die zweite Planetenstufe im Schubbetrieb überbrückt sein. Das heißt also, dass eine Übersetzung der Antriebsvorrichtung gleich 1 ist.In an alternative embodiment, the first and second planetary stages can be bridged in overrun mode. This means that a translation of the drive device is 1.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann zumindest einer der beiden Freiläufe schaltbar ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass ein Rückwärtstrieb ermöglicht ist. Es wird also vermieden, dass das Getriebe blockiert.According to an advantageous development, at least one of the two freewheels can be designed to be switchable. This has the advantage that a reverse drive is possible. It is thus avoided that the transmission locks up.
Zudem ist es zweckmäßig, wenn der Drehmomentfluss von dem Planetenträger der ersten Planetenstufe unter Zwischenschaltung eines ersten Freilaufs auf die Sonne der zweiten Planetenstufe und von dem Planetenträger der ersten Planetenstufe unter Zwischenschaltung eines zweiten Freilaufs auf den Planetenträger der zweiten Planetenstufe aufgeteilt ist. Auch ist es zweckmäßig, wenn der Drehmomentfluss von dem Planetenträger der ersten Planetenstufe unter Zwischenschaltung eines ersten Freilaufs auf die Sonne der zweiten Planetenstufe und von der Sonne der ersten Planetenstufe unter Zwischenschaltung eines zweiten Freilaufs auf die Sonne der zweiten Planetenstufe aufgeteilt ist. Diese Anordnungen haben sich als besonders vorteilhaft hinsichtlich der realisierten Übersetzungen im Schubbetrieb und im Zugbetrieb herausgestellt. In addition, it is expedient if the torque flow is divided from the planet carrier of the first planetary stage with the interposition of a first freewheel to the sun of the second planetary stage and from the planet carrier of the first planetary stage with the interposition of a second freewheel to the planet carrier of the second planetary stage. It is also expedient if the torque flow is divided from the planet carrier of the first planetary stage with the interposition of a first freewheel to the sun of the second planetary stage and from the sun of the first planetary stage with the interposition of a second freewheel to the sun of the second planetary stage. These arrangements have proven to be particularly advantageous with regard to the translations achieved in overrun and in train operation.
In einer bevorzugten Ausführungsform können/kann der erste Freilauf und/oder der zweite Freilauf an dem Planetenträger der ersten Planetenstufe angebracht sein. Zudem ist es bevorzugt, wenn der erste Freilauf (
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der zweite Freilauf schaltbar ausgebildet ist. Dadurch kann im Rückwärtstrieb eine oftmals erforderliche hohe Übersetzung realisiert werden.It is particularly advantageous if the second freewheel is designed to be switchable. As a result, a high ratio that is often required can be achieved in the reverse drive.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Hohlrad der ersten Planetenstufe feststehend oder drehfest mit dem Planetenträger der zweiten Planetenstufe verbunden angeordnet sein. Bei einer feststehenden Ausführung des Hohlrads wird also lediglich die zweite Planetenstufe überbrückt. Bei einer drehfesten Verbindung des Hohlrads mit dem Planetenträger der zweiten Planetenstufe kann auch die erste Planetenstufe im Schubbetrieb überbrückt werden, so dass eine Übersetzung von i=1 realisiert ist.In a preferred embodiment, the ring gear of the first planetary stage can be arranged fixedly or non-rotatably connected to the planet carrier of the second planetary stage. With a fixed design of the ring gear, only the second planetary stage is bridged. If the ring gear is connected to the planet carrier of the second planetary stage in a rotationally fixed manner, the first planetary stage can also be bridged in overrun mode, so that a ratio of i = 1 is realized.
Auch ist es bevorzugt, wenn die erste Planetenstufe eine niedrigere Übersetzung als die zweite Planetenstufe besitzt. Das heißt also, dass bei Überbrückung der zweiten Planetenstufe eine niedrigere Übersetzung vorhanden ist als bei einer Überbrückung der ersten Planetenstufe. So hat sich mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Freiläufe eine besonders bevorzugte Ausführungsform ergeben.It is also preferred if the first planetary stage has a lower transmission ratio than the second planetary stage. This means that when the second planetary stage is bridged there is a lower gear ratio than when the first planetary stage is bridged. The arrangement of the freewheels according to the invention has resulted in a particularly preferred embodiment.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Übersetzung der Antriebsvorrichtung im Zugbetrieb größer als im Schubbetrieb ist. So kann im Zugbetrieb ein großes Drehmoment aufgebracht werden.Furthermore, it is advantageous if a translation of the drive device is greater in pulling operation than in pushing operation. A large torque can be applied in train operation.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Eingangswelle im Schubbetrieb drehmomentübertragend mit dem Planetenträger der zweiten Planetenstufe verbunden sein. Das heißt also, dass die Eingangswelle, und damit die Antriebsmaschine, nicht vollständig von dem Antriebsstrang abgekoppelt ist, so dass eine Rekuperation ermöglicht bleibt.According to an advantageous embodiment, the input shaft can be connected to the planet carrier of the second planetary stage in torque-transmitting mode. This means that the input shaft, and thus the drive machine, is not completely decoupled from the drive train, so that recuperation remains possible.
Mit anderen Worten werden erfindungsgemäß zwei Freiläufe zwischen einer Eingangsstufe und einer Laststufe angeordnet, so dass die Laststufe im Schubbetrieb überbrückt ist.In other words, according to the invention, two freewheels are arranged between an input stage and a load stage, so that the load stage is bridged in overrun mode.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit zwei Freiläufen zwischen zwei Planetenstufen in einer ersten Ausführungsform, -
2 eine schematische Darstellung der Antriebsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform, und -
3 eine schematische Darstellung der Antriebsvorrichtung in einer dritten Ausführungsform.
-
1 1 shows a schematic representation of a drive device according to the invention with two freewheels between two planetary stages in a first embodiment, -
2nd a schematic representation of the drive device in a second embodiment, and -
3rd is a schematic representation of the drive device in a third embodiment.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.The figures are only schematic in nature and serve only to understand the invention. The same elements are identified by the same reference symbols.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen weist die zweite Planetenstufe
Das Drehmoment wird in einem Zugbetrieb von der Antriebsmaschine an die Eingangswelle
In der Antriebsvorrichtung
Ein erster Freilauf
Ein zweiter Freilauf
Durch die Anordnung der beiden Freiläufe
Der Planetenträger
In dem in
In dem in
In dem in
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- AntriebsvorrichtungDrive device
- 22nd
- EingangswelleInput shaft
- 33rd
- erste Planetenstufefirst planetary stage
- 44th
- zweite Planetenstufesecond planetary stage
- 55
- PlanetenträgerPlanet carrier
- 66
- Planetplanet
- 77
- SonneSun
- 88th
- HohlradRing gear
- 99
- FreilaufFreewheel
- 1010th
- erster Freilauffirst freewheel
- 1111
- zweite Freilaufsecond freewheel
- 1212
- Differentialdifferential
- 1313
- Antriebswelledrive shaft
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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